Анаболизм и катаболизм особенности и значение: Особенности,Значение.Метаболизма,Анаболизма,Катаболизма — Школьные Знания.com

Содержание

Анаболизм и катаболизм. Тема: Здоровье | by Eggheado | Eggheado: Health

Человек, занимающийся спортом, должен хотя бы отдаленно иметь представление о процессах, происходящих в его организме. Это позволит ему составить правильный режим питания и тренировок, что, в свою очередь, приведет к достижению отличного результата. Сегодня мы поговорим о важнейшем процессе в организме человека — обмене веществ и его составляющих, анаболизме и катаболизме.

Итак, обмен веществ или метаболизм — это совокупность химических реакций, протекающих в организме, обеспечивающих его рост, развитие и процессы жизнедеятельности, взаимодействие с окружающей средой и т.д.

Человек получает готовые органические вещества с пищей, но чтобы они смогли участвовать в обмене их необходимо расщепить на элементарные частицы, т.к. организму необходимо использовать во всех процессах свои, присущие только ему жиры, белки и углеводы. Эти процессы происходят в пищеварительной системе.

Белки расщепляются ферментами до аминокислот. В клетках из них строятся белки тела. Белки входят в состав клеток, участвуют в процессах свертываемости крови, транспортировки газов, входят в состав костей. Они способны к окислению с выделением энергии, которая в дальнейшем будет использоваться организмом.

Жиры распадаются в организме на глицерин и жирные кислоты. Образуется жир, характерный для организма. Далее он отправляется в депо клетки, там он используется как запасное вещество и строительный материал. Жиры входят в состав мембран клеток, выполняют защитную функцию, сохраняют тепло. Более того, жиры — источник энергии, они способны выделять при окислении больше энергии, чем белки и углеводы.

Углеводы расщепляются в организме до глюкозы и других простых углеводов. Издержки сахаров превращаются в гликоген и другие соединения, а остальные распределяются между всеми клетками. Глюкоза — отличный источник энергии.

Одной из составляющих обмена веществ является анаболизм, или по-другому, пластический обмен.

Анаболизм — это совокупность химических реакций, направленных на образование клеток и тканей. В результате образуется новый материал для построения клеток и их роста, а так же запасается энергия.

Примерами анаболизма могут служить следующие процессы: создание новых клеток или мышечных волокон, синтез белков и т.д.

Простыми словами анаболизм — это создание новых веществ или тканей в организме.

Анаболизм неразрывно связан с обратным ему, катаболизмом, т.е. разрушением на более простые вещества.

Этот термин приобрел негативную окраску среди спортсменов и это совсем не правильно. Ведь расщепление жиров и углеводов с дальнейшим выделением энергии — это тоже катаболизм. А эта энергия расходуется при работе мышц на тренировках и т.д.

Также в ходе катаболизма происходит распад устарелых тканей и клеточных элементов. В дальнейшем продукты этого распада удаляются из организма. Именно катаболизм и анаболизм имеют большое значение для атлета, серьезно относящегося к своей спортивной карьере. Эти процессы протекают в организме одновременно, но в разные периоды времени один процесс преобладает над другим.

Например, после еды преобладают анаболические процессы, после сна — катаболические. Более того первая стадия анаболизма является последней стадией катаболизма.

Но катаболизм действительно может оказывать негативное влияние на результаты спортсмена, т.к. в ходе него разрушается мышечная ткань. Разнообразные диеты, стрессы, недосыпание усиливают катаболические процессы в организме спортсмена.

Уменьшить это разрушительное влияние поможет правильно питание, питание до и после тренировки, употребление ВСАА, протеина, а так же пищи, богатой белком.

По материалам: paladincenter.ru

Анаболизм и катаболизм. Метаболизм

Метаболизм

Известный факт, что спортсмен забросивший на продолжительное время тренировки, постепенно уменьшает в мышечной массе – это прямой результат работы рычагов катаболизма. Для поддержания жизни твоему организму требуются питательные вещества в качестве топлива и строительного материала, каждая клетка нашего организма живая и просит своевременной подпитки. Если организм недополучает достаточно пищи, для поддержания корректной работы внутренних органов и мозга, питательные вещества в первую очередь берутся из мышечной массы с помощью процесса катаболизма (разрушения).

Чтобы понять процесс катаболизма следует понять что такое жизнь в одном из пониманий. Жизнь – это обмен питательных веществ внутри клетки, жизнь вне клетки невозможна, все что лишено клеток – не имеет жизни, оно мертво. Миллионы клеток из которых мы состоим представляют из себя миллионы живых организмов, которые в совокупности и образуют нас. Наши руки, глаза, сознание. Выполняя свои функции клетка, не имеет значения какая – мозговая или мышечная, требует питательные вещества для продолжения функционирования, но жизнь такова, что питательных веществ никогда не бывает слишком много и всем клеткам не “угодить”. Борьба за выживание – основной и первейший инстинкт (чтобы не говорили пошлые американские фильмы) и чтобы прожить как можно дольше организм научился контролировать смерть клеток, распределять их по ступеням приоритезации, и мышечная масса стоит на одной из последних ступенек этой лестницы.

Катаболизм

При получении физических повреждений (к примеру микроразрывы мышечных волокон во время тренировки), организм постарается восстановить их используя белки поступающие с пищей, повреждения будут устранены и целостности организма больше ничего не будет угрожать. Но что если возникнет нередкая ситуация, при которое человек получает неполноценное количество питательных веществ, как быть в данном случае?

Для этого и создан процесс катаболизма.

При недостатке питательных веществ тело попытается получить питательные вещества посредством деликатного разрушения уже имеющихся структур, к примеру, расщепляя наименее используемые части мышечного скелета. Мышечные волокна наименее используемой части тела будут расщеплены на аминокислоты и отправлены в ту часть тела, где они наиболее востребованы.

Таких ситуаций, когда питательных веществ недостаточно крайне много (забыл позавтракать, отстоял очередь в банке и не успел на обед), поэтому потеря мышечной массы в период пассивности все равно будет происходить, но ее можно существенно замедлить потребляя достаточно белковой пищи. Т.е. тот кто плотнее ест – меньше теряет в массе во время бездействия. Но катаболизм будет запускаться все равно, это закон – мышечная масса гибнет первой сразу после жировой. На примере тяжело больных людей можно увидеть как их организм борится с болезнью буквально переваривая себя – больных людей можно сразу узнать по дистрофическому телосложению, их мышцы уничтожаются и передаются в пораженные болезнью части тела.

Анаболизм

Противоположный катаболизму процесс, который включается сразу же после выключения последнего. Так уж вышло, что анаболизм и катаболизм – это неразрывная парочка, выключение катаболизма включает катаболизм, и наоборот. Никакого промежуточного состояния между ними нет, всегда работает один из них. Вещества полученные из разрушенных клеток в результате работы катаболизма используют при анаболизме.

При анаболизме простые вещества превращаются в более сложные, к примеру аминокислоты становятся полноценными мышечными волокнами. Описывать этот процесс – значит пудрить тебе мозги, разбирая биохимические реакции, которые никому не нужны. Рассмотрим иное.

Как заставить превалировать анаболизм над катаболизмом

  • Требуется крепкий сон, в совокупности не менее 7 часов в сутки. Доказано, что фиксированный ритм жизни (без походов по клубам и просиживанием по ночам за партией в доту), улучшает качество сна, а значит и эффект от него. При этом чем раньше спортсмен ложится спать, тем большую отдачу ото сна он может получить. Во время сна процессы катаболизма практически не работают, тот же кто хронически не досыпает – заставляет организм испытывать стресс и постоянно использовать катаболизм как средство борьбы с ним.
  • Правильно поставленный тренировочный процесс также является необходимым атрибутом роста. Занятие на “массу” требуют небольшого количества повторений, без задрачиваний и “забивания” мышц, это неверный путь. Для роста общей мышечной массы требуется использовать небольшое число повторений с серьезными весами, в таком стрессовом режиме и включается процесс анаболизма.
  • Поддержка гормонального фона.
    При достаточно высоком уровне тестостерона процессы анаболизма работают дольше и эффективней.
  • Слежение за иммунитетом, т.к. чем слабее иммунитет тем больше питательных веществ требуется организму для борьбы с инфекциями. В периоды эпидемий различных болезней и в сырое время года следует принимать иммуностимуляторы (например иммунал). Организм занятый безуспешной борьбой с болезнью не растит мышечную массу.
  • И самое важное – питание, без крепкой подкормки белком и качественными (медленными) углеводами роста не будет.

“Жир в мышцы” – утверждение кретинов

Анаболизмом называется не только рост мышечной массы, но и жировой, набирая мышечную массу организм неизбежно запасается жиром, это закон. Набор мышечной массы с одновременным сжиганием жира – миф, который не реализуем без применения грамотно составленных курсов анаболических стероидов и гормона роста, и даже с ними не всегда получается набирать качественную массу. Плюс ко всему жировая прослойка не несет в себе профиля аминокислот, поэтому из нее невозможно сделать мышечную клетку.

Анаболизм — Справочник химика 21

    Гидролазы — ферменты, катализирующие процессы как катаболизма, так и анаболизма. В первом случае процесс сопровождается присоединением воды, во втором — ее выделением. Гидролазы — однокомпонентные ферменты. [c.117]

    Таким образом, обмен веществ тесно связан с обменом энергии. Реакции катаболизма, сопровождающиеся уменьщением свободной энергии (—АО), являются донорами не только структурных предшественников, но и обеспечивают энергетически процессы анаболизма (+Аб). Напомним, что если АС отрицательно, то реакция протекает самопроизвольно и сопровождается уменьшением свободной энергии. Такие реакции называются экзергоническими, к ним относятся, как правило, катаболические превращения. Если же значение АО положительно, то реакции будут протекать только при поступлении свободной энергии извне и называться эндергоническими (анаболические процессы). При АО, равном нулю, система находится в равновесии.

[c.190]


    В метаболизме, также уже упоминался в разделах, связанных с биосинтезом различных классов природных соединений он участвует в биосинтезе липидов, изопреноидов, фенольных соединений, (В-СО-) как в процессах анаболизма, так и катаболизма. [c.290]

    АНАБОЛИЗМ, см. Обмен веществ. [c.157]

    В этой главе мы проанализируем некоторые из основных путей катаболизма питательных веществ и клеточных компонентов. Реакции анаболизма (биосинтеза) будут рассматриваться в последующих главах, 

[c.306]

    Стабильность белкового состава организма — следствие устойчивого динамического равновесия, при котором количество постоянно распадающихся белков практически равно синтезируемому их количеству. Поддержание этого равновесия между анаболизмом и катаболизмом — явление тонкое, так как организм располагает лишь очень малым резервом аминокислот. В организме человека соотношение свободных аминокислот и возобновимых белков составляет приблизительно 1 5000 [65].[c.568]

    Совокупность биохимических процессов, протекающих в клетках и обеспечивающих их жизнедеятельность, называется обменом веществ или метаболизмом. В клетку постоянно поступают метаболиты, которые подвергаются определенным превращениям, вовлекаясь в обменные процессы. Эти процессы можно разделить на два типа анаболические, связанные с синтезом новых структур, и катаболические — реакции деградации, распада сложных веществ до более простых. Процессы анаболизма и катаболизма связаны друг с другом и в физиологических условиях протекают строго согласованно. Кроме обмена химических веществ, в клетках постоянно про- [c.14]

    Жизнь — сложнейший химический процесс, включающий множество реакций. Эти реакции называют метаболическими процессами, или обобщенно метаболизмом (обменом веществ). Те процессы, которые связаны с распадом веществ в клетке, представляют собой катаболизм, а процессы образования (биосинтез биомолекул) являются анаболизмом. Эти две стороны метаболизма неразрывно связаны между собой. [c.72]

    Другая важная сторона метаболизма — неразрывность процессов катаболизма (распада) и анаболизма (биосинтеза) и их регуляция на всех уровнях -от молекулярного до генетического, от модификации субстрата или фермента до сложных регуляторных механизмов, которые функционируют с помощью гормонов, рецепторов, медиаторов, посредников. [c.118]

    В клетках живых организмов происходит обмен веществ, представляющий собой совокупность химических процессов, управляемых биологическими катализаторами — ферментами. В ходе этих процессов из простых соединений образуются более сложные и, наоборот, сложные соединения распадаются на более простые. Первую группу процессов называют анаболизмом, или биосинтезом, вторую группу — катаболизмом, а в целом обмен веществ — метаболизмом. [c.325]


    Живая природа характеризуется рядом свойств, отличающих ее от неживой природы, и почти все эти свойства связаны с белками. Прежде всего для живых организмов характерны широкое разнообразие белковых структур и их высокая упорядоченность последняя существует во времени и пространстве. Удивительная способность живых организмов к воспроизведению себе подобных также связана с белками. Сократимость, движение — непременные атрибуты живых систем —имеют прямое отношение к белковым структурам мышечного аппарата. Наконец, жизнь немыслима без обмена веществ, постоянного обновления составных частей живого организма, т.е. без процессов анаболизма и катаболизма (этого удивительного единства противоположностей живого), в основе которых лежит деятельность каталитически активных белков—ферментов. [c.19]

    Третий пример взаимосвязи процессов метаболизма — общие конечные пути. Такими путями для распада всех биомолекул являются цикл лимонной кислоты (цикл Кребса) и дыхательная цепь. Эти процессы используются для координации метаболических реакций на различных уровнях. Так, цикл лимонной кислоты является источником СО2 для реакций карбоксилирования, с которых начинается биосинтез жирных кислот и глюкогенез, а также образование пуриновых и пиримидиновых оснований и мочевины. Взаимосвязь между углеводным и белковым обменом достигается через промежуточные метаболиты цикла Кребса а-кетоглутарат и глутамат, оксалоацетат и аспартат. Ацетил-КоА прямо участвует в биосинтезе жирных кислот и в других реакциях анаболизма, а в этих процессах связующими конечными путями выступают реакции энергетического обеспечения с использованием НАДН, НАДФН и АТФ. Важно подчеркнуть, что главным фактором для нормального обмена веществ и протекания нормальной жизнедеятельности является поддержание стационарного состояния. [c.120]

    В реакциях анаболизма, например А + В—>АВ, фермент может соединяться как с одним, так и с другим субстратом или обоими субстратами  [c.130]

    Как было указано, обмен веществ в организме человека протекает не хаотично он интегрирован и тонко настроен. Все превращения органических веществ, процессы анаболизма и катаболизма тесно связаны друг с другом. В частности, процессы синтеза и распада взаимосвязаны, координированы и регулируются нейрогормональными механизмами, придающими химическим процессам нужное направление. В организме человека, как и в живой природе вообще, не существует самостоятельного обмена белков, жиров, углеводов и нуклеиновых кислот. Все превращения объединены в целостный процесс метаболизма, подчиняющийся диалектическим закономерностям взаимозависимости и взаимообусловленности, допускающий также взаимопревращения между отдельными классами органических веществ. Подобные взаимопревращения диктуются физиологическими потребностями организма, а также целесообразностью замены одних классов органических веществ другими в условиях блокирования какого-либо процесса при патологии. [c.545]

    Метаболизм включает два направления — катаболизм и анаболизм. [c.14]

    Анаболизм представляет собой синтез сложных молекул из более простых, в результате которого осуществляется образование и обновление структурных элементов живого организма. Эти реакции обычно требуют затраты энергии. [c.14]

    В микробиологической литературе для обозначения энергетических и конструктивных процессов пользуются также терминами катаболизм и анаболизм , имеющими отнощение к распаду или синтезу органических молекул, происходящему соответственно с выделением или потреблением свободной энергии. Следует иметь в виду, что термин катаболизм применим для обозначения не [c.79]

    Хранят с предосторожностью (список Б), в сухом месте, защищенном от действия света. Применяют сублингвально для усиления белкового анаболизма у реконвалесцентов после тяжелых травм, операций, инфекционных и других заболеваний по 0,025—0,05 г на прием в виде таблеток. Обладая значительно меньшей андрогенной активностью, нежели метил тестостерон, препарат может применяться и в женской практике с целью повышения анаболизма, а также для уменьшения активности фолликулярного гормона в климактерическом периоде (и при раке молочной жетезы). [c.584]

    При исследовании биоповреждений металлоконструкций имеются определенные методологические трудности. Во-первых, био-повреждения материалов микроорганизмами носят специфический характер. В отличие от других видов повреждений в них непосредственно участвуют живые организмы, т. е. приходится иметь дело с биологическими объектами и процессами. Ркследования осложняются из-за видового многообразия микроорганизмов и взаимного влияния их друг на друга как положительного, так и отрицательного (симбиоз, комменсализм, конкуренция, антагонизм и т. п.), а также вследствие сложных процессов, протекающих внутри самого микроорганизма (метаболизм, анаболизм, катаболизм). Кроме того, нестабильность некоторых полимерных материалов и влияние их на микроорганизмы еще более усложняет проблему. Материалы конструкций техники и сооружений, а также условия эксплуатации последних, в особенности температурные факторы, влияют на развитие микроорганизмов и вызывают их эволюцию. Выявлено, что отдельные полимеры ЛКП и некоторые вещества (амины, кетоны, окислы азота и пр.), а также пониженная температура (-Ь4…-Ьб °С), искусственная аэрация и другие факторы определяют видовой состав (отбор) и адаптацию наиболее жизнеспособных микроорганизмов. В процессе отбора и адаптации повышается их агрессивность в отношении материалов, на которых они образуют колонии.[c.47]

    Субстратами орг. обмена являются в-ва, поступающие из внеш. среды, и в-ва внутр. происхождения. В процессе О.в. часть конечных продуктов выводится во внеш. среду, др. часть используется организмом. Конечные продукты орг. обмена в тканях, способные накапливаться или расходоваться в зависимости от условий существования организма (напр., триацилглицерины, гликоген, крахмал, проламины), наз. запасными, или резервными, в-вами. Если скорость поглощения субстратов превосходит скорость выведения конечных продуктов, то анаболизм преобладает над катаболизмом и организм развивается или накапливает резервные в-ва. При равенстве этих скоростей рост организма прекращается и О.в. переходит в состояние, близкое к стационарному. В случае превышения скорости выведения конечных продуктов над скоростью потребления после истощения запаса резервных в-в организм обычно погибает. Последнее наблюдается при искусств, ограничении потребления внеш. субстратов (напр., алиментарная дистрофия при голодании животных, самосбраживание дрожжей в условиях дефицита углеводов) или в естеств. условиях (напр., при интенсивном дыхании плодов и семян растений). [c.310]

    Биосинтез 1/553 5/718. См. также Биополимеры, индивидуальные представители алкалоидов, витаминов, гормонов, липидов и др. ассимиляция 1/553. 1149. 1151 2/633 3/503. 504. 697. 810-812. См. также Анаболизм генетических структур, см. Ген яи-ческая инженерия. Генетический код. Гены и биоазотфиксация 1/103. 104 и бноокислеиие. см. Брожение, Ды-хание. Окислительное фосфорилирование и метаболизм, см. Обмен веществ и синтез бактериальный, см. Биотехнология, Микробиологический синтез. Микроорганизмы [c.560]

    См. также Орнити-новый цикл анаболизм, см. Ассимиляция, Биосинтез [c.665]

    Пути биосинтеза (анаболизма) часто идут почти параллельно путям биологического распада (катаболизма) (рис, 7-1), Например, катаболизм начинается с гидролитического расщепления полимерных молекул,, и образующиеся в результате такого расщепления мономеры подвергаются дальнейшему распаду до более мелких, двух- и трехуглеродных фрагментов. Биосинтез же начинается с того, что из мелких молекул образуются мономерные единицы, которые затем соединяются друг с другом, образуя полимеры. Механизмы индивидуальных реакций биосинтеза и биологического распада также часто протекают почти параллельно. Реакции образования связи С—при биосинтезе связаны с реакциями разрыва связи С—С при катаболизме. Сходны также между собой реакции образования полимеров и гидролиза. Тем не менее в большинстве случаев между путями биосинтеза и биологического распада существуют отчетливые индивидуальные различия. Поэтому первый принцип биосинтеза гласит пути биосинтеза, хотя и связаны с катаболи-ческами путями, могут существенно отличаться от них и часто катализируются совершенно другим набором ферментов [c.456]

    С помощью методов радиоавтографии [6, 17] или иммуно-цитохимии [26, 27, 11, 67] удалось определить места на шероховатой эндоплазматической сети (ШЭС), где происходит синтез запасных белков семян. Белки, синтезированные на полирибосомах, связанных с ШЕС, сразу проходят через мембрану сети благодаря наличию на N-конце полипептидов с гидрофобными свойствами короткой последовательности, называемой сигнальной [15, 45]. Существование такой последовательности в настоящее время установлено у бобовых и злаковых [18, 23, 32]. При появлении (в просвете эндоплазматической сети) этой последовательности она отделяется от новосинтезированной цепи специфической пептидазой. В процессе прохождения через мембраны шероховатой эндоплазматической сети некоторые белки могут также становиться гликоксилированными [62, 5, 65]. Таким образом, механизм анаболизма запасных белков очень сходен с механизмами, описанными для секреторных клеток животных [70] и растений [46]. [c.135]

    Раств-сть р. HjO. Аналог тимина. Мутаген (индуцирует транзиции G -> -> АТ). Маркер в исследованиях плавучей плотности ДНК. В результате анаболизма превращается в бромодезок-сиуридиловую кисл. и в бромодезокси-уридинтрифосфат. Включается в ДНК, в составе которой (в некоторых организмах) может блокировать дальнейший синтез ДНК. Особ, чувствительны вирусы оспы. [c.215]

    Термин биосинтез применяют по отношению к химическим реакциям, приводящим in vivo к получению какого-либо конкретного класса соединений. Таким образом, анаболизм можно определить как совокупность биосинтетических процессов, протекаю-ш,их в живом организме. [c.15]

    Катехоламины — представители биогенных аминов, lie. аминов, образующихся в организме в результате процессов Анаболизма. Принципиальный путь биосинтеза катехоламинов, одя из незаменимой а-аминокислоты фенилаланина (см. 11.1), веден на рис. 9.1. К каФехоламинам относятся три последних представленных на рисунке соединений — дофамин, норадре-Яин и адреналин, выполняющие, как и ацетилхолии, роль ней- иедиаторов. Адреналин является гормоном мозгового ве-Й тва надпочечников, а норадреналин и дофамин — () предщественниками. [c.255]

    Функции пенгозомонофосфатного пути. Этот процесс вьшолняет две важнейшие метаболические функции (рис. 18.8). Во-первых, поставляет восстановительные эквиваленты (НАДФН) для реакций восстановления в процессах анаболизма, например синтеза высших жирных кислот, холестерола и др. [c.254]

    Синтез жирных кислот Другие реакции анаболизма Восстановление глугатиона СО, [c. 254]


Химический энциклопедический словарь (1983) — [ c.45 ]

Биохимия Том 3 (1980) — [ c.0 ]

Биологическая химия Изд.3 (1998) — [ c.152 ]

Биоорганическая химия (1991) — [ c.14 ]

Микробиология Издание 4 (2003) — [ c.79 ]

Биохимия (2004) — [ c.189 , c.190 ]

Теоретические основы биотехнологии (2003) — [ c.449 , c.450 ]

Большой энциклопедический словарь Химия изд.2 (1998) — [ c.45 ]

Биохимия растений (1966) — [ c.98 , c. 99 ]

Основы органической химии (1983) — [ c.309 ]

Общая микробиология (1987) — [ c.215 , c.473 , c.491 , c.498 ]

Технология микробных белковых препаратов аминокислот и жиров (1980) — [ c.0 ]

Биохимический справочник (1979) — [ c.96 ]

Микробиология (2006) — [ c.106 , c.216 ]

Химия биологически активных природных соединений (1976) — [ c.391 , c.393 , c.429 ]

Современная генетика Т.3 (1988) — [ c. 228 ]

Микробиология Изд.2 (1985) — [ c.67 ]

Теория управления и биосистемы Анализ сохранительных свойств (1978) — [ c.21 , c.170 ]

Основы биохимии (1999) — [ c.180 ]

Фотосинтез С3- и С4- растений Механизмы и регуляция (1986) — [ c.20 ]

Биологическая химия (2004) — [ c.186 , c.187 ]

Биохимия Т.3 Изд.2 (1985) — [ c.205 ]


Пищеварение и обмен веществ | Tervisliku toitumise informatsioon

Съеденная пища должна перевариться, чтобы содержащиеся в ней питательные вещества всосались в кровь. Пищеварение осуществляет пищеварительная система человека, или пищеварительный аппарат. Пищеварительный аппарат состоит из ротовой полости, глотки, пищевода, желудка, тонкой кишки (в т.ч. двенадцатиперстной кишки, тощей кишки, подвздошной кишки) и толстой кишки. Также пищеварению способствуют поджелудочная железа (панкреас) и печень.

Желудочно-кишечный тракт, или пищеварительный канал,  – трубчатый. Для обеспечения достаточно быстрой скорости всасывания всасывающая поверхность имеет разветвленную структуру. Особенно разветвленной является тонкая кишка. Между разветвлениями имеются пищеварительные железы, которые направляют пищеварительные соки в желудочно-кишечный тракт. 

Внутренняя поверхность желудочно-кишечного тракта покрыта слизью, особенно много слизи в районе желудка и ниже.

Наличие слизи необходимо по трем причинам:
  • защищает от вредных факторов
  • способствует продвижению перевариваемой массы
  • в области кишечника в слизи содержится целый ряд исключительно необходимых пищеварительных ферментов и большая часть полезных микроорганизмов

Поскольку пищеварение и всасывание питательных веществ – это взаимосвязанные процессы, в клетках слизистой оболочки желудочно-кишечного тракта очень хорошее кровоснабжение. В желудочно-кишечном тракте перевариваемая масса движется дальше при помощи ритмичных сокращений слизистой оболочки желудка и кишечника, этот процесс и называется перистальтикой.

Обмен веществ, или метаболизм, – это совокупность всех (ферментных) реакций, которые происходят в клетке.

Обмен веществ является основой жизнедеятельности организма. Обмен веществ в организме человека – это крайне сложный процесс, в котором принимает участие около 30000 белков, 4000 из которых являются ферментами. Условно обмен веществ можно разделить на катаболизм и анаболизм (процессы расщепления и синтеза). 

Основные функции обмена веществ:
  • расщепление питательных веществ, их всасывание (переваривание) и использование,
  • посредством синтеза биомолекул тела, которые являются строительным материалом,
  • для производства энергии,
  • вывод из организма конечных продуктов обмена веществ, обезвреживание и вывод из организма чужеродных соединений.

Основные процессы обмена веществ одинаковы у всех людей! Поскольку скорость работы (активность) различных ферментов у разных людей не всегда абсолютно одинакова, скорость обмена веществ также может различаться.

Страницы о пищеварении и обмене веществ были подготовлены совместно с Михкелем Зильмером, профессором медицинской биохимии Тартуского университета.

Метаболический баланс

Комплексный анализ, направленный на оценку основных показателей обмена веществ организма человека.

Синонимы русские

Метаболизм; обмен веществ.

Синонимы английские

Metabolism; metabolic balance.

Какой биоматериал можно использовать для исследования?

Венозную кровь.

Как правильно подготовиться к исследованию?

  • Исключить из рациона алкоголь в течение 24 часов до исследования.
  • Не принимать пищу в течение 12 часов до исследования, можно пить чистую негазированную воду.
  • Исключить (по согласованию с врачом) прием стероидных и тиреоидных гормонов в течение 48 часов до исследования.
  • Полностью исключить (по согласованию с врачом) прием лекарственных препаратов в течение 24 часов перед исследованием.
  • Исключить физическое и эмоциональное перенапряжение в течение 24 часов до исследования.
  • Не курить в течение 3 часов до исследования.

Общая информация об исследовании

Процесс обмена веществ, или метаболизма, представляет собой ряд биохимических и молекулярных реакций и взаимодействий, необходимых для нормального функционирования организма. Различают углеводный, белковый, жировой (липидный) обмены веществ, обмен гормонов и биологически активных веществ, а также обмен микроэлементов. В норме обмен веществ в организме человека сбалансирован и обеспечивает стабильное функционирование систем и органов. Метаболизм включает как процессы распада веществ (катаболизм), так и процессы синтеза (анаболизм). При патологическом изменении процессов метаболизма отмечаются нарушения на молекулярном, клеточном, тканевом уровнях с дальнейшей дисфункцией органов и организма в целом. Для оценки показателей обмена веществ, функционирования систем и органов используется определение спектра лабораторных диагностических параметров.

Печень является одним из жизненно важных органов организма человека и играет большую роль в поддержании различных видов обмена веществ. Это центральный орган, где проходят процессы синтеза, распада и превращения углеводов, жиров, аминокислот, расщепление потенциально токсичных соединений, образующихся в ходе обмена веществ. Аланинаминотрансфераза (АЛТ) и аспартатаминотрансфераза (АСТ) – это ферменты, относящиеся к группе аминотрансфераз. Фермент АЛТ обнаруживается в цитоплазме гепатоцитов, почках, в незначительном количестве в клетках сердца, скелетных мышцах и эритроцитах. Фермент АСТ главным образом содержится в кардиомиоцитах, в меньшем количестве – в печени (в цитоплазме и митохондриях гепатоцитов), скелетных мышцах, головном мозге и почках. У здоровых пациентов уровни АЛТ и АСТ в крови сравнительно низки. При поражении печени, мышц и других тканей может отмечаться нарастание уровня данных показателей. Выявление уровня данных ферментов в сыворотке крови позволяет оценить выраженность цитолитического синдрома при диагностике и мониторинге заболеваний печени. Гамма-глютамилтранспептидаза (ГГТП) – это фермент, который обнаруживают в желчных канальцах и эпителиальных клетках, выстилающих желчный проток. Он является катализатором переноса аминокислот из плазмы крови в клетки, а также их реабсорбции из желчи в кровь. В кровеносном русле она не содержится, только в клетках, при разрушении которых их содержимое попадает в кровь. Щелочная фосфатаза – это фермент, который находится в эпителиоцитах желчных протоков, в гепатоцитах, остеобластах, слизистой оболочке кишечника, в легких и почках. Повышение уровней представленных ферментов может свидетельствовать о патологических процессах печени и желчевыводящих путей. Их определение важно при холестазе, циррозе и онкологических процессах печени, при токсическом воздействии на печень.

Билирубин является продуктом распада гемоглобина и других гемсодержащих белков в печени, селезенке и клетках ретикулоэндотелиальной системы. В сыворотке крови он представлен в виде двух фракций: прямого и непрямого, составляющих общий билирубин. Выявление билирубина используется для диагностики и мониторинга желтух различной этиологии, для выявления заболеваний печени, обтурации внутри- и внепеченочных протоков, холестаза.

Лактатдегидрогеназа (ЛДГ) – это внутриклеточный фермент, который катализирует окисление молочной кислоты в пируват и содержится практически во всех клетках организма. Он наиболее активен в скелетной мускулатуре, сердечной мышце, почках, печени и эритроцитах. Является маркером повреждения тканей и разрушения клеток и используется в диагностике большого количества заболеваний. Креатинкиназа – фермент, который катализирует фосфорилирование креатина и его дефосфорилирование с образованием молекулы АТФ. Его наибольшая активность отмечается в скелетных мышцах и миокарде, меньшая – в клетках головного мозга, гладких мышцах, плаценте и других. Определение фермента является важным при цитолитических процессах при заболеваниях миокарда, скелетных мышц, при инсульте и др.

Фермент амилаза в основном секретируется клетками слюнных желез и поджелудочной железы. Он участвует в гидролитическом расщеплении полисахаридов. Липаза – это фермент, участвующий в гидролизе триглицеридов и входящий в состав секрета поджелудочной железы. Выявление данных показателей используется для диагностики патологических процессов, затрагивающих поджелудочную железу, заболевания слюнных желез и протоков, а также другие компоненты пищеварительной системы.

Почки являются главными органами мочевыделительной системы и играют важную роль в поддержании постоянства метаболизма в организме человека. Для оценки функционального состояния почек, в частности оценки сохранности процессов клубочковой фильтрации, используется определение уровней мочевины и креатинина в сыворотке крови, а также оценка скорости клубочковой фильтрации. Креатинин – это продукт неферментативного распада креатина и креатина фосфата, образующийся в мышцах. Мочевина – один из основных продуктов белкового метаболизма, содержащий азот. В норме данные метаболиты выводятся из организма человека с мочой. При их повышенном содержании можно судить о наличии патологических процессов почек, нарушающих нормальное функционирование почечного фильтра, проявляющихся как увеличением их выведения, так и избыточным накоплением. Косвенным параметром, отображающим функционирование почек, является уровень мочевой кислоты в сыворотке крови. Избыточное её накопление может свидетельствовать о снижении функционирования почечного фильтра, а также увеличении клеточной гибели в организме.

Жировой обмен веществ базируется на выявлении определенных компонентов, их количестве и соотношении в норме и патологии. Холестерол (холестерин) – это многоатомный циклический спирт, жизненно важный компонент органов и тканей человеческого организма. Он участвует в образовании мембран клеток, является исходным субстратом для синтеза половых гормонов, глюкокортикоидных гормонов, которые участвуют в росте, развитии организма и реализации функции воспроизведения. Из него образуются желчные кислоты, которые входят в состав желчи, витамин D. Холестерол нерастворим в воде, поэтому транспортируется в крови в составе липопротеинов, представляющих собой комплекс холестерол + аполипопротеин). Триглицериды являются основным источником энергии для организма, нерастворимы в воде и переносятся в крови с белком в виде комплекса, который называется липопротеином. Известно несколько типов липопротеинов, различающихся пропорциями входящих в их состав компонентов: липопротеины очень низкой плотности (ЛПОНП), липопротеины низкой плотности (ЛПНП), липопротеины высокой плотности (ЛПВП). Выявление общего холестерола и фракций липопротеинов используется для оценки риска развития атеросклероза, сердечно-сосудистых заболеваний, диагностики нарушений липидного обмена, метаболического синдрома.

Глюкоза является моносахаридом, который является основным энергетическим субстратом большинства тканей организма человека. Определение концентрации глюкозы играет основную роль в оценке углеводного обмена. Уровень глюкозы важен при диагностике гипер- и гипогликемии, нарушении толерантности к глюкозе, диагностике и мониторинге течения сахарного диабета, в комплексной диагностике метаболического синдрома.

Общее содержание белка в сыворотке крови отражает состояние белкового обмена. Белки сыворотки крови имеют разные размеры, заряд молекулы и относятся к альбуминам или глобулинам. Отклонение уровня общего белка от нормы может быть вызвано рядом физиологических состояний (непатологического характера) или являться симптомом различных заболеваний.

С-реактивный белок – это гликопротеин, вырабатываемый печенью и относящийся к белкам острой фазы воспаления. Он участвует в активации каскада воспалительных реакций на поверхности эндотелия сосудов, связывании и модификации липидов низкой плотности (ЛПНП), то есть способствует развитию атеросклероза. Повышенный уровень С-реактивного белка позволяет прогнозировать риск возникновения сердечно-сосудистой патологии (гипертонической болезни, инфаркта миокарда, инсульта, внезапной сердечной смерти), сахарного диабета 2-го типа и облитерирующего атеросклероза периферических сосудов.

Оценить состояние водно-электролитного обмена позволяет определение концентрации основных электролитов. К ним относятся калий (K), натрий (Na), кальций (Сa), железо (Fe). Они участвуют в поддержании водно-солевого баланса и кислотно-щелочного равновесия, работе сердечно-сосудистой, мышечной, нервной систем. Калий является основным внутриклеточным катионом. Натрий в большей концентрации, около 96 %, содержится во внеклеточной жидкости и крови. Данные микроэлементы участвуют в поддержании заряда мембран клеток, механизмах возбуждения мышечных и нервных волокон. Кальций относится к числу важнейших минералов организма человека. Около 99  % ионизированного кальция сосредоточено в костях и лишь менее 1  % циркулирует в крови. Он необходим для нормального сокращения сердечной мышцы, поперечно-полосатых мышц, для передачи нервного импульса, является компонентом свертывающей системы крови, каркаса костной ткани и зубов. Железо является микроэлементом, входящим в состав гемоглобина, миоглобина, некоторых ферментов и других белков, которые участвуют в обеспечении тканей и органов кислородом.

Клинический анализ крови позволяет оценить качественный и количественный состав крови по основным показателям: содержание эритроцитов и их специфических показателей, лейкоцитов и их разновидностей в абсолютном и процентном соотношении (лейкоцитарная формула), тромбоцитов.

Тиреотропный гормон (ТТГ) вырабатывается гипофизом и регулирует выработку гормонов щитовидной железы (тироксина и трийодтиронина) по «системе обратной связи», которая позволяет поддерживать стабильную концентрацию этих гормонов в крови. Гормоны щитовидной железы являются основными регуляторами расхода энергии в организме, и поддержание их концентрации на необходимом уровне крайне важно для нормальной деятельности практически всех органов и систем.

Для чего используется исследование?

  • Для оценки основных показателей обмена веществ;
  • для оценки функционирования систем и органов организма человека;
  • для оценки диагностических показателей углеводного, белкового, жирового обменов, обмена гормонов и биологически активных веществ, а также обмена микроэлементов;
  • для определения баланса показателей обмена веществ (метаболизма) в норме и при подозрении на развитие того или иного заболевания.

Когда назначается исследование?

  • При диагностике нарушений основных видов обмена веществ;
  • при оценке функционального состояния печени, почек и органов мочевыделения, пищеварительной системы, сердечно-сосудистой системы, нервной системы, эндокринной системы;
  • при подозрении на наличие патологического процесса или заболевания, сопровождающегося нарушением обмена веществ;
  • при профилактических осмотрах.

Что означают результаты?

Референсные значения

Причины повышения и понижения индивидуальны для каждого исследуемого показателя в комплексе. Рекомендуется оценивать полученные результаты как изолированно, так и совместно по исследуемым системам, органам при подозрении на ту или иную патологию.

Что может влиять на результат?

  • Несоблюдение диеты: прием жирной пищи или голодание могут искажать значения определяемых параметров;
  • применение многих лекарственных препаратов, биологически активных добавок, алкоголя;
  • интенсивная физическая нагрузка;
  • беременность.
 Скачать пример результата

Также рекомендуется

[40-135] Лабораторное обследование при метаболическом синдроме

[40-134] Развернутое лабораторное обследование почек

[40-483] Лабораторное обследование функции печени

Кто назначает исследование?

Терапевт, врач общей практики, кардиолог, эндокринолог, гастроэнтеролог, нефролог, уролог, педиатр, хирург, гематолог.

Литература

  1. Долгов В.В., Меньшиков В.В. Клиническая лабораторная диагностика: национальное руководство. – Т. I., Т.  II – М. : ГЭОТАР-Медиа, 2012.
  2. Камышников В.С. и др. Методы клинических лабораторных исследований / под ред. В.С. Камышникова.- 3-е изд., перераб. и доп. – М.: МЕДпресс-информ, 2009. – 752 с.: ил.
  3. Stephen R, Jolly SE, Nally JV Jr, Navaneethan SD Albuminuria: when urine predicts kidney and cardiovascular disease / Cleve Clin J Med. 2014 Jan;81(1):41-50. doi: 10.3949/ccjm. 81a.13040. Review.
  4. Wilkins T, Tadkod A, Hepburn I, Schade RR Nonalcoholic fatty liver disease: diagnosis and management / Am Fam Physician. 2013 Jul 1;88(1):35-42.
  5. Fauci, Braunwald, Kasper, Hauser, Longo, Jameson, Loscalzo Harrison’s principles of internal medicine, 17th edition, 2009.

Анаболизм и катаболизм. Масса и сушка.

Вас может удивить то, что спортивный курс так много времени уделяет питанию, однако 80% Вашего успеха будет зависеть именно от того, что Вы едите и только 20% от тренировок. К тому же Вашей фулбади тренировки вам хватит как минимум на месяц, все-таки ваша задача в этот период — освоить технику и разбудить мышцы, а не накачать их.

Для начала хотелось бы убедиться, что у Вас подсчитана Ваша суточная калорийность(а в идеале ещё и БЖУ). На второй неделе мы её поменяем. Для тех, у кого есть лишний вес — уменьшаем калорийность на 10%. Для тех, у кого лишнего веса нет и хочется набрать мышц — увеличиваем калорийность на 10% Прирост или урезание на 10% достаточны для того, чтобы в Вашем организме начали происходить изменения. Если урезать сильнее — то для организма это будет шоком и он начнет адаптироваться и вместо того, чтобы сжигать жир начнет урезать расход калорий. Но об этом чуть позднее.

Для начала хотел бы поговорить про желаемый результат. Желание всех женщин — это похудеть. Я в свою очередь стараюсь убедить, что для этого необходимо качать мышцы. Но сразу получаю кучу опасений, что если качаться, то можно стать перекачанной. Я уже сорвал голос, объясняя, что это возможно ТОЛЬКО с применением фармакологии. Даже если вы будете работать с весами наравне с мужчинами.

Максимум, что появится — это выраженные бедра. А рельеф мышц будет только в случае, если будет экстремально низкий % подкожного жира. Так что дамы, не бойтесь нагрузок — ваш шанс перекачаться без фармакологии = 0 целых 0 десятых.

Зачем женщинам качать мышцы? Потому что чем больше у Вас мышц, тем больше сжигает калорий Ваша бытовая активность. То есть Вы будете тратить больше энергии сами по себе. Также силовые нагрузки запускают синтез самототропного гормона(гормон роста), а он является липолитическим (жиросжигающим).

Чем больше у Вас будет активных мышечных волокон, тем легче Вам будет сжигать жир.
Ещё раз скажу — не нужно боятся и переоценивать количество мышц — Вы удивитесь тому, как их у Вас мало, когда начнёте заниматься и худеть.

Переходим к мужским хотелкам. Мужики по большей части хотят накачать мышцы(причем как можно меньшими усилиями) и держать их в тонусе. У большинства из них нет цели выглядеть как атлет(хотя это абсолютно реально и поддерживать эту форму не так уж сложно, а со временем станет просто в кайф). Желание похудеть для них является каким-то женским, к тому же по аналогии с женщинами, которые боятся быть перекачанными, мужчины не хотят быть НИ перекачанными, НИ дрищами.

В итоге никто не хочет качаться и никто не хочет худеть.

Я же призываю делать именно это. Почему? Во-первых, без значительных усилий Вы не перекачаетесь. Опять же — это сложнее, чем Вы думаете, а во-вторых, без очень строгих диет Вы не станете дрищом. Так зачем нужны целенаправленные усилия по наращиванию мышц и уменьшению жира? По аналогии с женщинами, чем больше у Вас мышц, тем больше самототропного гормона и тем меньше жира. Но у Вас есть ещё один анаболический гормон — тестостерон, он же мужской половой гормон. Он также участвует в росте мышц и сжигании жира, а его выработка зависит от наличия силовых нагрузок и % жира в Вашем теле(всего причин гораздо больше, но эти — самые основные, на которые влияет наш курс).

Когда Вы начинаете худеть — повышается тестостерон, от этого начинают расти мышцы, от этого Вы ещё больше худеете и получаете ещё больше тестостерона.

Прекрасный замкнутый круг, который у большинства мужчин, к сожалению, работает в другую сторону. Тестостерон, кстати, влияет не только на количество мышц и жира, он также укрепляет иммунитет, повышает либидо, уверенность в себе и пр. Если хотите знать подробней — Гугл Вам в помощь. Кстати, женщинам не нужно боятся повышенной выработки тестостерона, её не будет, если не будете прибегать к фармакологии.

Итак, мы определились с тем, что нам нужно сжечь как можно больше жира и нарастить как можно больше мышц в разумных пределах, которые продиктует нам наша генетика и образ жизни. И это одинаково нужно как мужчинам, так и женщинам. Теперь перейдём к тому, как эти процессы происходят в нашем теле.

Вы наверняка знаете про такое понятие, как Метаболизм — он же обмен веществ. Разберем его поподробнее. Метаболизм подразделяется на 2 стадии: Анаболизм и Катаболизм.

Анаболизмэто процесс синтеза клеток.
Например, наращивание мышц — это анаболизм. Вы наверняка слышали слово «Анаболики». Их название происходит как раз от анаболизма. Но пугаться тут нечего, анаболизм — это естественный процесс, в то время, как анаболики — это фармакологические препараты, которые позволяют обойти естественно функционирование организма и имеют довольно сильные побочные эффекты. Здесь они рассматриваться не будут.

Катаболизм это процесс расщепления клеток.
Так вот, эти процессы не проходят в нашем организме одновременно. Мы либо синтезируем ткань, либо расщепляем. На самом деле, это очень сильное упрощение — все процессы в организме немного сложнее, но если у вас нет желания получить научную степень по микробиологии и биохимии- то примите эту упрощенную схему, на дистанции она работает ни чуть не хуже. Чтобы выразиться точнее, можно сказать так:

Наше тело не может ЭФФЕКТИВНО сжигать жир и ЭФФЕКТИВНО наращивать мышцы ОДНОВРЕМЕННО.

Чем занимается наш организм ана- или ката- болизмом, зависит от нашего энергетического баланса, то есть от того, что у нас больше — потребление калорий или их расход. Если потребление больше — мы наращиваем массу — мышцы или жир в зависимости от того, что едим и чем занимаемся. Если больше расход — то мы начинаем сбрасывать массу — опять же мы можем сбрасывать как жир, так и мышцы. Причем организм старается избавиться от мышц в первую очередь, так как они более энергозатратны в содержании.

Жир и мышцы — абсолютно разные нутриенты и преобразовать одно в другое, то есть пережечь жир в мышцы, не получится. Жир можно только сжечь, а мышцы только нарастить, причем не одновременно, как вы понимаете. Вы наверняка слышали про такие понятие как «на массе» и «на сушке». Так вот, это схема не просто рабочая, а единственно рабочая. Нужно сначала набирать мышцы, причем вместе с ними вы наберете немного жира, а потом сжечь лишний жир, при этом немного уменьшиться Ваш объем мышц. Не пугайтесь, объем уменьшится, но, если все делать с умом, то он будет связан лишь с уменьшением количества питательных веществ в мышечных клетках, который быстро восстановится, когда сушка закончится.

Однако у всех правил есть исключения. И если Вы обладаете немного лишним весом, а со спортом связаны примерно также, как депутат с народом, то у меня для Вас отличная новость! Вы можете и сжечь жир и нарастить мышцы одновременно и эффективно. Какого хрена я тогда утверждал, что это невозможно? Тут нет противоречия.

Дело в том, что если нетренированный человек ограничит свою калорийность и начнет заниматься — он будет сбрасывать жир(так как энергетический баланс отрицателен), а мышцы будут расти за счет того, что будут активироваться «дремлющие» мышечные волокна. Активируясь, он будут наполняться питательными веществами, увеличивая свои объем и силу. Причём, чем тренированней Вы были в прошлом, тем лучше у вас будут результаты. То есть сработает так называемый феномен мышечной памяти. Если когда-то Вы были накачанным, а сейчас стали пухляком — значительная часть Ваших мышц быстро вернется.

Переходим к плану действий. Вы уже определились с целью — нужно ли Вам сбрасывать вес или набирать(если колеблетесь — лучше сбрасывайте, как я объяснил в предыдущем абзаце — мышцы все равно будут расти в этот период). Для начала нужно поменять состав Вашего рациона по нутриентам, то есть по белкам, жирам и углеводам.

Вот Вам рекомендации:

Белки — кушать 1,5-2г на кг веса.

То есть 80 килограммовый человек должен потреблять в день 120-160 грамм белка. Потреблять меньше — ограничивать рост мышц, потреблять больше — давать лишнюю нагрузку на почки и ЖКТ, т.к. все равно больше белка организм не пустит на строительство новых клеток. Какой белок выбирать я рассказал в предыдущем письме.

Жиры — от 0,7 до 1 г на кг веса. Учитывайте ВСЕ жиры, которые Вы потребляете в пищу, вплоть до масла, на котором Вы жарите картошку. В порцию картофеля может впитаться на 30г масла, что будет составлять 300 калорий. Также старайтесь потреблять больше жиров Омега-3. От 12 до 25% потребляемых жиров должны быть омега-3. Лучше источники — это льняное масло, кедровые орехи и рыбий жир.

Углеводы ДО 4 г на кг веса. Как понять точное количество? Просто посчитайте, сколько у вас остается запас по калориям. То есть общая логика такая — потребляем жиры и углеводы в зависимости от Вашего веса, а нехватающие калории добиваем углеводами.

Что получаем в итоге?

Питание становится сбалансированным, белка достаточно, чтобы строить новые клетки, нет жира, кроме того минимума, который нам необходим.
Увеличивается термический коэффициент пищи. Это связано с увеличением потребления белка. Термический коэффициент пищи -это относительное количество калорий, которое тратится на ее переваривание. У углеводов и жиров он варьируется от 5 до 15%, а у белков достигает 30%. То есть 30% калорий, полученных из белков будет потрачено на переваривание этого самого белка! Таким образом мы увеличиваем расход калорий организма без каких либо усилий. Если Ваше питание более-менее сбалансировано или балансировка перестала давать результаты(а со временем это случится), то нужно будет корректировать калорийность. Для тех, кто хочет нарастить массу — прибавляем 10% калорий. Для тех, кто хочет сбросить — снижаем на 10%.
Чем корректировать? Ответ очевиден. Белки и жиры должны соответствовать Вашему весу, соответственно корректировать нужно будет углеводы. Если в школе Вы болели и пропустили тему процентов — даю примерные цифры: убавьте 30-80 грамм углеводов, где 30 нужно убавить хрупкой девушке, а 80 — гордому обладателю тельца тяжелее центнера.

Как я уже и говорил, я не буду сразу давать готовых рационов. Но дам список рекомендаций, который лучше начать применять сейчас. Некоторые рекомендации Вас удивят, но не волнуйтесь, позже я их объясню.

1) Ешьте 4-5 раз в день. Конечно, тут все индивидуально и зависит от вашего пищеварения и графика. Но как показывает практика — питание 1-2 раза в день или 6-7 раз в день не дают преимуществ в усваивании пищи и некомфортны для распорядка дня.
Последний прием пищи должен быть не до 18, а за 2-3 часа до сна. То есть если вы ложитесь в 00:00 — поужинать в 22 нормально, дадите подпитку мышцам для ночного роста.
Не можете добрать норму белка обычным питанием? Тогда добирайте ее сывороточным протеином. Это не химия, а простой белок, очищенный от примесей, вроде сухого молока или яичного порошка. Но не увлекайтесь — старайтесь, чтобы белка из спортивного питания было не более 30%.

2) Не совмещайте основные приемы пищи с другими занятиями. Ешьте за столом без просмотра сериалов или работы. Кушать станете меньше, а удовольствия будете получать больше.

3) Проявляйте умеренность в еде. Это уже рекомендация всех врачей в мире.

4) Не бойтесь, что здоровая пища поначалу будет недостаточно вкусной — со временем ваши вкусовые рецепторы адаптируются и здоровая пища станет для вас вкуснее фастфуда.

5) Планируйте питание заранее. Не стоит отодвигать решение о том, что Вы будете есть на момент перед тем, как собственно начнете есть. Вы сытый и Вы голодный — это 2 разных человека. Голодный Вы нерационален и спровоцирует Вас на вредную пищу.

6) Ходите в магазин со списком продуктов и покупайте ТОЛЬКО по списку. Захотели что-то еще — внесите в список следующего похода в магазин и придите позже и не вините себя, если впишите в список вкусняшку:)

7) Старайтесь есть овощи с основными приемами пищи

8) Вместе с углеводами принимайте клетчатку — отруби или отдельную клетчатку(она продается в диетическом отделе)

9) 10-25% потребляемых жиров должны быть жирами омега-3, но употребляя омега-3 отдельно, не забывайте учитывать их калорийность и БЖУ.

10) Между приемами пищи НИЧЕГО не едим, не кусочничаем. Даже совсем меленький прием пищи останавливает липолиз.

11) Полностью исключите жидкие калории, соки в том числе.

12) Сахарозаменители имеют место быть — используйте их или продукты, который на них основаны(ту же диетическую газировку), если тянет на сладенькое

13) Пейте больше чистой воды. Жажда наступает, когда у Вас УЖЕ началось обезвоживание. Норма — примерно 30мл на кг веса. Но она также зависит от образа жизни.

14) Откажитесь от алкоголя. Это не так ужасно, как Вы думаете.

15) Овощи имеют следующие приоритеты предпочтений: самые лучшие — свежие овощи с грядки. На втором месте — заморозка. Свежие овощи из магазина идут на третьем месте по полезности.

16) Ешьте то, что приготовили сами.

17) Приоритеты по приготовлению мяса: вареное — в пароварке — на гриле — жареное Самый лучший вариант — варить и потом сливать воду. Так из мяса выварится вся дрянь, которой его пичкали, когда оно еще бегало по травке(а точнее сидело в загоне). Жареное лучше вообще исключить.

18) НИКОГДА не терпите голод

19) Отличайте голод от психологической тяги к еде. Представьте, что Вам предлагают тарелку брокколи и в ближайшие 2 часа еды не будет. Если Вы готовы подождать 2 часа, то Вы не голодны.

20) Если после балансировки питания у вас получилось значительно меньше калорий, чем вы ели раньше и при этом вы наедаетесь досыта и думаете как в себя впихнуть еще — вот Вам золотое правило: НЕ ХОЧЕТСЯ — НЕ ПИХАЙ! Если Вы сыты — значит Вам хватает калорий.

21) Будьте осторожней с фруктами и сахаросодержащими овощами(например морковь и свекла). Мы привыкли, что натуральное всегда полезно, состоит из света и от него не толстеют. Но фрукты далеко не безобидны, скорее наоборот.
Никому ничего не объясняйте и не доказывайте. Если окружение смотри на вас косо — скажите, что прописал врач. Делитесь своим опытом, если спросят, но не рекомендуйте, сэкономите силы.

Фух, я разошелся. Пожалуй, на этом хватит. Удачи Вам в Ваших начинаниях, остаюсь на связи. До следующих писем! Ваш Барфитс.

Твитнуть

Поделиться

Поделиться

Метаболизм | справочник Пестициды.ru

Cхема метаболических процессов

Cхема метаболических процессов


Процессы метаболизма

Метаболизм включает две группы жизненно важных процессов – катаболизм (энергетический обмен) и анаболизм (биосинтез, или пластический обмен). [3]

  • Катаболизм – это совокупность процессов расщепления питательных веществ, которые происходят в основном за счет реакций окисления. В результате выделяется энергия. Основными формами катаболизма у микроорганизмов являются брожение и дыхание. При брожении происходит неполный распад сложных органических веществ с выделением небольшого количества энергии и накоплении богатых энергией конечных продуктов. При дыхании (аэробном) обычно осуществляется полное окисление соединений с выходом большого количества энергии.[3]
  • Анаболизм объединяет процессы синтеза молекул из более простых веществ, которые присутствуют в окружающей среде. Реакции анаболизма связаны с потреблением свободной энергии, которая вырабатывается в процессах дыхания, брожения. Для протекания пластического обмена необходимо поступление в организм питательных веществ, на основе которых при участии выделенной в ходе катаболизма энергии обновляются структурные компоненты клеток, происходит рост и развитие. [3]

Катаболизм и анаболизм протекают параллельно, многие их реакции и промежуточные продукты являются общими. Тем не менее, на протяжении разных периодов существования интенсивность пластического и энергетического обмена неодинакова. Так, у насекомых в период размножения, линьки, во время ранних фаз развития (яйцо, личинка) синтетические процессы преобладают над процессами распада. В тоже время, определенные дегенеративные изменения в организме (старение, заболевания) способны приводить к преобладанию интенсивности катаболизма над анаболизмом, что порой угрожает гибелью живому объекту.[3](фото)

Превращение сульфооксида в сульфон

Превращение сульфооксида в сульфон


Использовано изображение:[2]

Метаболизм пестицидов

Метаболизм пестицидов – превращения пестицидов под влиянием продуктов жизнедеятельности различных живых организмов – бактерий, грибов, высших растений и животных. [4]

В результате биотрансформации токсичных веществ в большинстве случаев образуются менее токсичные продукты (метаболиты), более растворимые и легко выводимые из организма. В некоторых случаях токсичность метаболитов оказывается выше, чем попавших в организм веществ. Обмен промышленных ядов возможен за счет реакций окисления, восстановления, гидролитического расщепления, метилирования, ацилирования и др.[1]

В метаболизме пестицидов большое значение имеют реакции окисления атома серы в молекулах некоторых веществ, что характерно, например, для инсектицидов из группы производных карбаминовой и фосфорной кислот. Окисление серы у этих соединений происходит независимо от структуры остальной части молекулы, при этом вначале образуется соответствующий сульфооксид, а затем сульфон: (фото) Продукты окисления не отличаются по токсичности от исходного вещества, но они значительно более стойки к гидролизу.

Окисление тионофосфатов

Окисление тионофосфатов


А — тионофосфат, В – фосфат, 1 и 2- свободные радикалы,  3 — кислотный остаток

Использовано изображение:[2]

Реакции метаболизма, происходящие в растениях, обусловливают длительное инсектицидное действие для ряда эфиров фосфорных кислот с тиоэфирным радикалом. Окисление тионофосфатов в различных организмах рассматривается как активирующая ступень в процессах метаболизма этих веществ.[2](фото)

Токсичность продукта реакции для млекопитающих и насекомых увеличивается в десятки и сотни раз по сравнению с исходным веществом. Однако эти токсичные метаболиты легко гидролизуются и поэтому сохраняются в биологических средах непродолжительное время.[2]

Близкие статьи

Ссылки:

Все статьи о токсикологии в разделе: Основы токсикологии

 

Статья составлена с использованием следующих материалов:

Литературные источники:

1.

Голдовская Л.Ф. Химия окружающей среды. М.: Мир; БИНОМ. Лаборатория знаний, 2007. – 295 с

2.

Груздев Г.С. Химическая защита растений. Под редакцией Г.С. Груздева — 3-е изд., перераб. и доп. — М.: Агропромиздат, 1987. — 415 с.: ил.

3.

Липунов И.Н. , Первова И.Г. Основы микробиологии и биотехнологии: курс лекций. – Екатеринбург: Урал. гос. лесотехн. Университет, 2008. – 231 с

4.

Мельников Н.Н., Новожилов К.В., Белан С.Р., Пылова Т.Н. Справочник по пестицидам — М.: Химия, 1985. — 352 с.

Свернуть Список всех источников

Анаболизм и катаболизм: определение и примеры

Анаболизм и катаболизм — это два основных типа биохимических реакций, которые составляют метаболизм. Анаболизм строит сложные молекулы из более простых, в то время как катаболизм разбивает большие молекулы на более мелкие.

Большинство людей думает о метаболизме в контексте потери веса и бодибилдинга, но метаболические пути важны для каждой клетки и ткани в организме. Метаболизм — это то, как клетка получает энергию и удаляет отходы.Витамины, минералы и кофакторы помогают реакциям.

Ключевые выводы: анаболизм и катаболизм

  • Анаболизм и катаболизм — два широких класса биохимических реакций, которые составляют метаболизм.
  • Анаболизм — это синтез сложных молекул из более простых. Эти химические реакции требуют энергии.
  • Катаболизм — это распад сложных молекул на более простые. Эти реакции высвобождают энергию.
  • Анаболические и катаболические пути обычно работают вместе, а энергия катаболизма обеспечивает энергию для анаболизма.

Определение анаболизма

Анаболизм или биосинтез — это набор биохимических реакций, которые создают молекулы из более мелких компонентов. Анаболические реакции носят эндергонический характер, то есть они требуют энергии для развития и не являются спонтанными. Обычно анаболические и катаболические реакции сочетаются друг с другом, причем катаболизм обеспечивает энергию активации анаболизма. Гидролиз аденозинтрифосфата (АТФ) поддерживает многие анаболические процессы. В общем, реакции конденсации и восстановления являются механизмами анаболизма.

Примеры анаболизма

Анаболические реакции — это реакции, которые создают сложные молекулы из простых. Клетки используют эти процессы для производства полимеров, роста тканей и восстановления повреждений. Например:

  • Глицерин реагирует с жирными кислотами с образованием липидов:
    CH 2 OHCH (OH) CH 2 OH + C 17 H 35 COOH → CH 2 OHCH (OH) CH 2 OOCC 17 H 35
  • Простые сахара объединяются с образованием дисахаридов и воды:
    C 6 H 12 O 6 + C 6 H 12 O 6 → C 12 H 22 O 11 + H 2 O
  • Аминокислоты объединяются в дипептиды:
    NH 2 CHRCOOH + NH 2 CHRCOOH → NH 2 CHRCONHCHRCOOH + H 2 O
  • Двуокись углерода и вода реагируют с образованием глюкозы и кислорода в процессе фотосинтеза:
    6CO 2 + 6H 2 O → C 6 H 12 O 6 + 6O 2

Анаболические гормоны стимулируют анаболические процессы. Примеры анаболических гормонов включают инсулин, который способствует абсорбции глюкозы, и анаболические стероиды, которые стимулируют рост мышц. Анаболические упражнения — это анаэробные упражнения, такие как тяжелая атлетика, которые также наращивают мышечную силу и массу.

Определение катаболизма

Катаболизм — это набор биохимических реакций, которые расщепляют сложные молекулы на более простые. Катаболические процессы являются термодинамически благоприятными и спонтанными, поэтому клетки используют их для выработки энергии или для подпитки анаболизма.Катаболизм — экзэргонический, то есть выделяет тепло и работает через гидролиз и окисление.

Клетки могут хранить полезное сырье в сложных молекулах, использовать катаболизм для их расщепления и восстанавливать более мелкие молекулы для создания новых продуктов. Например, катаболизм белков, липидов, нуклеиновых кислот и полисахаридов приводит к образованию аминокислот, жирных кислот, нуклеотидов и моносахаридов соответственно. Иногда образуются отходы, включая диоксид углерода, мочевину, аммиак, уксусную кислоту и молочную кислоту.

Примеры катаболизма

Катаболические процессы противоположны анаболическим процессам. Они используются для выработки энергии для анаболизма, высвобождения небольших молекул для других целей, детоксикации химических веществ и регулирования метаболических путей. Например:

  • Во время клеточного дыхания глюкоза и кислород реагируют с образованием двуокиси углерода и воды
    C 6 H 12 O 6 + 6O 2 → 6CO 2 + 6H 2 O
  • В клетках, пероксид гидроксида разлагается на воду и кислород:
    2H 2 O 2 → 2H 2 O + O 2

Многие гормоны действуют как сигналы для контроля катаболизма.Катаболические гормоны включают адреналин, глюкагон, кортизол, мелатонин, гипокретин и цитокины. Катаболические упражнения — это аэробные упражнения, такие как кардио-тренировка, при которой калории сжигаются по мере расщепления жира (или мышц).

Амфиболии

Метаболический путь, который может быть катаболическим или анаболическим в зависимости от наличия энергии, называется амфиболическим путем. Глиоксилатный цикл и цикл лимонной кислоты являются примерами амфиболических путей. Эти циклы могут либо производить энергию, либо использовать ее, в зависимости от потребностей клетки.

Источники

  • Альбертс, Брюс; Джонсон, Александр; Джулиан, Льюис; Рафф, Мартин; Робертс, Кейт; Уолтер, Питер (2002). Молекулярная биология клетки (5-е изд.). CRC Press.
  • де Болстер, М. В. Г. (1997). «Глоссарий терминов, используемых в биоорганической химии». Международный союз теоретической и прикладной химии.
  • Berg, Jeremy M .; Тимочко, Джон Л .; Страйер, Люберт; Гатто, Грегори Дж.(2012). Биохимия (7-е изд.). Нью-Йорк: W.H. Фримен. ISBN 9781429229364.
  • Николлс Д. Г. и Фергюсон С. Дж. (2002) Биоэнергетика (3-е изд.). Академическая пресса. ISBN 0-12-518121-3.
  • Рэмси К. М., Марчева Б., Кохсака А., Басс Дж. (2007). «Заводной механизм обмена веществ». Анну. Rev. Nutr. 27: 219–40. DOI: 10.1146 / annurev.nutr.27.061406.093546

Функции человеческой жизни — Анатомия и физиология

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

  • Объясните важность организации для функционирования человеческого организма
  • Различать метаболизм, анаболизм и катаболизм
  • Приведите как минимум два примера человеческой реакции и человеческого движения
  • Сравните и сопоставьте рост, дифференциацию и воспроизведение

Каждая из систем органов имеет разные функции и, следовательно, уникальные роли в физиологии.Эти многие функции можно резюмировать с точки зрения некоторых, которые мы можем считать определяющими для человеческой жизни: организация, метаболизм, отзывчивость, движение, развитие и воспроизводство.

Организация

Человеческое тело состоит из триллионов клеток, организованных таким образом, чтобы поддерживать отдельные внутренние отделы. Эти отсеки защищают клетки организма от внешних угроз окружающей среды и поддерживают влажность и питание клеток. Они также отделяют внутренние жидкости организма от бесчисленных микроорганизмов, которые растут на поверхностях тела, включая выстилку определенных проходов, которые соединяются с внешней поверхностью тела.Например, кишечник является домом для большего количества бактериальных клеток, чем общее количество всех человеческих клеток в организме, но эти бактерии находятся вне тела и не могут свободно циркулировать внутри тела.

Клетки, например, имеют клеточную мембрану (также называемую плазматической мембраной), которая удерживает внутриклеточную среду — жидкости и органеллы — отдельно от внеклеточной среды. Кровеносные сосуды удерживают кровь внутри замкнутой системы кровообращения, а нервы и мышцы обернуты соединительнотканными оболочками, которые отделяют их от окружающих структур. В грудной клетке и брюшной полости множество внутренних мембран отделяют основные органы, такие как легкие, сердце и почки, от других.

Самая большая система органов тела — это покровная система, которая включает кожу и связанные с ней структуры, такие как волосы и ногти. Поверхностная ткань кожи представляет собой барьер, который защищает внутренние структуры и жидкости от потенциально вредных микроорганизмов и других токсинов.

Метаболизм

Первый закон термодинамики гласит, что энергия не может быть ни создана, ни уничтожена — она ​​может только изменять форму.Ваша основная функция как организма — потреблять (поглощать) энергию и молекулы из продуктов, которые вы едите, преобразовывать часть их в топливо для движения, поддерживать функции вашего тела, а также строить и поддерживать структуры вашего тела. Это достигается двумя типами реакций: анаболизм и катаболизм.

  • Анаболизм — это процесс, при котором более мелкие и простые молекулы объединяются в более крупные и сложные вещества. Ваше тело может собирать, используя энергию, сложные химические вещества, в которых оно нуждается, комбинируя небольшие молекулы, полученные из продуктов, которые вы едите
  • Катаболизм — это процесс, при котором более крупные и сложные вещества распадаются на более мелкие и простые молекулы.Катаболизм высвобождает энергию. Сложные молекулы, содержащиеся в продуктах питания, расщепляются, поэтому организм может использовать их части для сборки структур и веществ, необходимых для жизни.

Взятые вместе, эти два процесса называются метаболизмом. Метаболизм — это сумма всех анаболических и катаболических реакций, которые происходят в организме ((рисунок)). И анаболизм, и катаболизм происходят одновременно и непрерывно, чтобы вы оставались живыми.

Метаболизм

Анаболические реакции строят реакции, и они потребляют энергию.Катаболические реакции разрушают материалы и высвобождают энергию. Метаболизм включает как анаболические, так и катаболические реакции.

Каждая клетка вашего тела использует химическое соединение, аденозинтрифосфат (АТФ), для хранения и высвобождения энергии. Клетка накапливает энергию в синтезе (анаболизме) АТФ, затем перемещает молекулы АТФ в то место, где энергия необходима для подпитки клеточной активности. Затем АТФ разрушается (катаболизм) и высвобождается контролируемое количество энергии, которая используется клеткой для выполнения определенной работы.

Просмотрите этот анимационный ролик, чтобы узнать больше о метаболических процессах. Какие органы тела, вероятно, осуществляют анаболические процессы? А как насчет катаболических процессов?

Оперативность

Отзывчивость — это способность организма приспосабливаться к изменениям во внутренней и внешней среде. Примером реакции на внешние раздражители может быть движение к источникам пищи и воды и от предполагаемых опасностей. Изменения во внутренней среде организма, такие как повышение температуры тела, могут вызывать реакцию потоотделения и расширение кровеносных сосудов в коже с целью снижения температуры тела, как показано бегунами на (Рисунок).

Механизм

Движение человека включает в себя не только действия на суставы тела, но также движение отдельных органов и даже отдельных клеток. Когда вы читаете эти слова, красные и белые кровяные тельца перемещаются по вашему телу, мышечные клетки сокращаются и расслабляются, чтобы поддерживать вашу осанку и сфокусировать зрение, а железы выделяют химические вещества, регулирующие функции организма. Ваше тело координирует действие целых групп мышц, чтобы вы могли перемещать воздух в легкие и из них, проталкивать кровь по всему телу и продвигать съеденную пищу через пищеварительный тракт.Сознательно, конечно, вы сокращаете свои скелетные мышцы, чтобы переместить кости скелета из одного места в другое (как это делают бегуны на (Рисунок)), а также для выполнения всех повседневных дел.

Марафонцы

Бегуны демонстрируют две характеристики живых людей — отзывчивость и подвижность. Анатомические структуры и физиологические процессы позволяют бегунам координировать действия групп мышц и пота в ответ на повышение внутренней температуры тела. (кредит: Phil Roeder / flickr)

Развитие, рост и размножение

Развитие — это все изменения, через которые проходит тело в жизни. Развитие включает в себя процесс дифференциации, в котором неспециализированные клетки становятся специализированными по структуре и функциям для выполнения определенных задач в организме. Развитие также включает процессы роста и восстановления, оба из которых включают дифференцировку клеток.

Рост — это увеличение размера тела. Люди, как и все многоклеточные организмы, растут за счет увеличения количества существующих клеток, увеличения количества неклеточного материала вокруг клеток (например, минеральных отложений в костях) и, в очень узких пределах, увеличения размера существующих клеток.

Размножение — это образование нового организма из родительских организмов. У человека размножение осуществляется мужской и женской репродуктивными системами. Поскольку смерть придет ко всем сложным организмам, без размножения род организмов закончится.

Обзор главы

Большинство процессов, происходящих в организме человека, не контролируются сознательно. Они возникают постоянно, чтобы строить, поддерживать и поддерживать жизнь. Эти процессы включают: организацию с точки зрения поддержания основных границ тела; метаболизм, включая передачу энергии посредством анаболических и катаболических реакций; ответная реакция; движение; и рост, дифференциация, воспроизводство и обновление.

Вопросы по интерактивной ссылке

Просмотрите этот анимационный ролик, чтобы узнать больше о метаболических процессах. Какой катаболизм происходит в сердце?

Контрольные вопросы

Метаболизм можно определить как ________.

  1. Приспособление организма к внешним или внутренним изменениям
  2. процесс, посредством которого все неспециализированные ячейки становятся специализированными для выполнения определенных функций
  3. процесс формирования новых ячеек взамен изношенных
  4. сумма всех химических реакций в организме

Аденозинтрифосфат (АТФ) — важная молекула, потому что она ________.

  1. — результат катаболизма
  2. выделять энергию неконтролируемыми всплесками
  3. накапливает энергию для использования клетками тела
  4. Все вышеперечисленное

Раковые клетки можно охарактеризовать как «общие» клетки, не выполняющие специализированных функций организма. Таким образом, раковые клетки не имеют ________.

  1. дифференциация
  2. репродукция
  3. отзывчивость
  4. и воспроизведение, и отзывчивость

КРИТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ МЫШЛЕНИЯ

Объясните, почему запах дыма, когда вы сидите у костра, не вызывает тревогу, а запах дыма в общежитии вызывает.

Когда вы сидите у костра, ваше обоняние адаптируется к запаху дыма. Только если бы этот запах внезапно и резко усилился, вы могли бы заметить и отреагировать. Напротив, запах даже следа дыма был бы новым и очень необычным для вашего общежития и воспринимался бы как опасность.

Определите три различных способа роста человеческого тела.

Рост может происходить за счет увеличения количества существующих клеток, увеличения размера существующих клеток или увеличения количества неклеточного материала вокруг клеток.

Глоссарий

анаболизм
сборка более сложных молекул из более простых
катаболизм
Распад более сложных молекул на более простые
разработка
изменений, которые организм претерпевает в течение жизни
дифференциация
процесс, с помощью которого неспециализированные клетки становятся специализированными по структуре и функциям
рост
процесс увеличения размера
обмен веществ
сумма всех химических реакций в организме
обновление
процесс замены изношенных элементов
репродукция
Процесс, посредством которого создаются новые организмы
отзывчивость
Способность организмов или системы приспосабливаться к изменениям условий

анаболических и катаболических путей | Биология для майоров I

Результаты обучения

  • Различие между катаболическими и анаболическими реакциями

Анаболические пути требуют ввода энергии для синтеза сложных молекул из более простых. Синтез сахара из CO 2 является одним из примеров. Другими примерами являются синтез крупных белков из строительных блоков аминокислот и синтез новых цепей ДНК из строительных блоков нуклеиновых кислот. Эти биосинтетические процессы имеют решающее значение для жизни клетки, происходят постоянно и требуют энергии, обеспечиваемой АТФ и другими высокоэнергетическими молекулами, такими как НАДН (никотинамидадениндинуклеотид) и НАДФН (Рисунок 1).

АТФ — важная молекула, которую клетки должны постоянно иметь в достаточном количестве.Распад сахаров показывает, как одна молекула глюкозы может накапливать достаточно энергии для образования большого количества АТФ, от 36 до 38 молекул. Это катаболический путь. Катаболические пути включают деградацию (или распад) сложных молекул на более простые. Молекулярная энергия, хранящаяся в связях сложных молекул, высвобождается катаболическими путями и собирается таким образом, чтобы ее можно было использовать для производства АТФ. Другие запасающие энергию молекулы, такие как жиры, также расщепляются посредством аналогичных катаболических реакций с выделением энергии и образованием АТФ (Рисунок 1).

Рис. 1. Анаболические пути — это те пути, которые требуют энергии для синтеза более крупных молекул. Катаболические пути — это те, которые генерируют энергию за счет разрушения более крупных молекул. Оба типа путей необходимы для поддержания энергетического баланса клетки.

Важно знать, что химические реакции метаболических путей не происходят спонтанно. Каждая стадия реакции облегчается или катализируется белком, называемым ферментом. Ферменты важны для катализирования всех типов биологических реакций — как тех, которые требуют энергии, так и тех, которые выделяют энергию.

Помните: Анаболические пути собирают большие молекулы из более мелких. Катаболические пути разбивают большие молекулы на мелкие части.

Внесите свой вклад!

У вас была идея улучшить этот контент? Нам очень понравится ваш вклад.

Улучшить эту страницуПодробнее

Обзор метаболических реакций | Анатомия и физиология II

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

  • Опишите процесс разложения полимеров на мономеры
  • Опишите процесс объединения мономеров в полимеры
  • Обсудить роль АТФ в метаболизме
  • Объяснение окислительно-восстановительных реакций
  • Опишите гормоны, регулирующие анаболические и катаболические реакции

В организме постоянно происходят обменные процессы. Метаболизм — это сумма всех химических реакций, которые участвуют в катаболизме и анаболизме. Реакции, управляющие расщеплением пищи для получения энергии, называются катаболическими реакциями. И наоборот, анаболические реакции используют энергию, производимую катаболическими реакциями, для синтеза более крупных молекул из более мелких, например, когда организм формирует белки, связывая вместе аминокислоты. Оба набора реакций имеют решающее значение для поддержания жизни.

Поскольку катаболические реакции производят энергию, а анаболические реакции используют энергию, в идеале использование энергии должно уравновешивать произведенную энергию.Если чистое изменение энергии положительное (катаболические реакции выделяют больше энергии, чем используют анаболические реакции), то организм накапливает избыточную энергию, создавая молекулы жира для длительного хранения. С другой стороны, если чистое изменение энергии отрицательное (катаболические реакции выделяют меньше энергии, чем используют анаболические реакции), организм использует накопленную энергию для компенсации дефицита энергии, высвобождаемой катаболизмом.

Катаболические реакции

Катаболические реакции расщепляют большие органические молекулы на более мелкие, высвобождая энергию, содержащуюся в химических связях.Эти высвобождения энергии (преобразования) не эффективны на 100 процентов. Количество выделяемой энергии меньше общего количества, содержащегося в молекуле. Примерно 40 процентов энергии, выделяемой в результате катаболических реакций, напрямую передается высокоэнергетической молекуле аденозинтрифосфата (АТФ). АТФ, энергетическая валюта клеток, можно немедленно использовать для питания молекулярных машин, которые поддерживают функции клеток, тканей и органов. Это включает в себя создание новой ткани и восстановление поврежденной ткани.АТФ также можно хранить для удовлетворения будущих потребностей в энергии. Остальные 60 процентов энергии, высвобождаемой в результате катаболических реакций, выделяется в виде тепла, которое поглощают ткани и жидкости организма.

Структурно молекулы АТФ состоят из аденина, рибозы и трех фосфатных групп. Химическая связь между второй и третьей фосфатными группами, называемая высокоэнергетической связью, представляет собой самый большой источник энергии в клетке. Это первая связь, которую разрушают катаболические ферменты, когда клеткам требуется энергия для работы.Продуктами этой реакции являются молекула аденозиндифосфата (АДФ) и одиночная фосфатная группа (P i ). АТФ, АДФ и P и постоянно проходят через реакции, которые создают АТФ и накапливают энергию, и реакции, которые разрушают АТФ и высвобождают энергию.

Рис. 1. Аденозинтрифосфат (АТФ) — это энергетическая молекула клетки. Во время катаболических реакций создается АТФ, и энергия сохраняется до тех пор, пока она не понадобится во время анаболических реакций.

Энергия АТФ управляет всеми функциями организма, такими как сокращение мышц, поддержание электрического потенциала нервных клеток и поглощение пищи в желудочно-кишечном тракте.Метаболические реакции, производящие АТФ, происходят из разных источников.

Рис. 2. Во время катаболических реакций белки расщепляются на аминокислоты, липиды — на жирные кислоты, а полисахариды — на моносахариды. Эти строительные блоки затем используются для синтеза молекул в анаболических реакциях.

Из четырех основных макромолекулярных групп (углеводы, липиды, белки и нуклеиновые кислоты), которые перерабатываются в процессе пищеварения, углеводы считаются наиболее распространенным источником энергии для питания организма.Они принимают форму сложных углеводов, полисахаридов, таких как крахмал и гликоген, или простых сахаров (моносахаридов), таких как глюкоза и фруктоза. Катаболизм сахара расщепляет полисахариды на отдельные моносахариды. Среди моносахаридов глюкоза является наиболее распространенным топливом для производства АТФ в клетках, и поэтому существует ряд механизмов эндокринного контроля, регулирующих концентрацию глюкозы в кровотоке. Избыточная глюкоза либо накапливается в качестве запаса энергии в печени и скелетных мышцах в виде сложного полимерного гликогена, либо превращается в жир (триглицерид) в жировых клетках (адипоцитах).

Среди липидов (жиров) триглицериды чаще всего используются для получения энергии посредством метаболического процесса, называемого β-окислением. Около половины избыточного жира хранится в адипоцитах, которые накапливаются в подкожной клетчатке под кожей, тогда как остальная часть хранится в адипоцитах в других тканях и органах.

Белки, являющиеся полимерами, можно разделить на их мономеры, отдельные аминокислоты. Аминокислоты можно использовать в качестве строительных блоков новых белков или далее расщеплять для производства АТФ.Когда человек хронически голодает, такое использование аминокислот для производства энергии может привести к истощению организма, поскольку расщепляется все больше и больше белков.

Нуклеиновые кислоты присутствуют в большинстве продуктов, которые вы едите. Во время пищеварения нуклеиновые кислоты, включая ДНК и различные РНК, распадаются на составляющие их нуклеотиды. Эти нуклеотиды легко абсорбируются и транспортируются по всему телу, чтобы использоваться отдельными клетками во время метаболизма нуклеиновых кислот.

Анаболические реакции

В отличие от катаболических реакций, анаболические реакции включают соединение более мелких молекул в более крупные.Анаболические реакции объединяют моносахариды с образованием полисахаридов, жирные кислоты с образованием триглицеридов, аминокислоты с образованием белков и нуклеотиды с образованием нуклеиновых кислот. Эти процессы требуют энергии в виде молекул АТФ, генерируемых катаболическими реакциями. Анаболические реакции, также называемые реакциями биосинтеза , создают новые молекулы, которые образуют новые клетки и ткани и оживляют органы.

Гормональная регуляция обмена веществ

Катаболические и анаболические гормоны в организме помогают регулировать метаболические процессы. Катаболические гормоны стимулируют расщепление молекул и выработку энергии. К ним относятся кортизол, глюкагон, адреналин / адреналин и цитокины. Все эти гормоны мобилизуются в определенное время для удовлетворения потребностей организма. Анаболические гормоны необходимы для синтеза молекул и включают гормон роста, инсулиноподобный фактор роста, инсулин, тестостерон и эстроген. В следующей таблице суммирована функция каждого из катаболических гормонов, а в следующей таблице суммированы функции каждого из них. анаболические гормоны.

Таблица 1. Катаболические гормоны
Гормон Функция
Кортизол Высвобождается из надпочечников в ответ на стресс; его основная роль заключается в повышении уровня глюкозы в крови путем глюконеогенеза (расщепление жиров и белков)
Глюкагон Освобождается из альфа-клеток поджелудочной железы при голодании или когда организму требуется дополнительная энергия; он стимулирует расщепление гликогена в печени для повышения уровня глюкозы в крови; его действие противоположно инсулину; глюкагон и инсулин являются частью системы отрицательной обратной связи, которая стабилизирует уровень глюкозы в крови
Адреналин / эпинефрин Высвобождается в ответ на активацию симпатической нервной системы; увеличивает частоту сердечных сокращений и сократимость сердца, сужает кровеносные сосуды, является бронходилататором, который открывает (расширяет) бронхи легких для увеличения объема воздуха в легких и стимулирует глюконеогенез
Таблица 2. Анаболические гормоны
Гормон Функция
Гормон роста (GH) Синтезируется и высвобождается из гипофиза; стимулирует рост клеток, тканей и костей
Инсулиноподобный фактор роста (IGF) Стимулирует рост мышц и костей, одновременно подавляя гибель клеток (апоптоз)
Инсулин Производится бета-клетками поджелудочной железы; играет важную роль в метаболизме углеводов и жиров, контролирует уровень глюкозы в крови и способствует поглощению глюкозы клетками организма; заставляет клетки мышц, жировой ткани и печени поглощать глюкозу из крови и хранить ее в печени и мышцах в виде глюкагона; его действие противоположно гликогену; глюкагон и инсулин являются частью системы отрицательной обратной связи, которая стабилизирует уровень глюкозы в крови
Тестостерон Производится семенниками у мужчин и яичниками у женщин; стимулирует увеличение мышечной массы и силы, а также рост и укрепление костей
Эстроген Производится в основном яичниками, а также печенью и надпочечниками; его анаболические функции включают ускорение метаболизма и отложение жира

Нарушения метаболических процессов: синдром Кушинга и болезнь Аддисона

Как и следовало ожидать для фундаментального физиологического процесса, такого как метаболизм, ошибки или сбои в метаболической обработке приводят к патофизиологии или, если их не исправить, к болезненному состоянию. Болезни обмена веществ чаще всего возникают в результате неправильной работы белков или ферментов, которые имеют решающее значение для одного или нескольких метаболических путей. Нарушение функции белка или фермента может быть следствием генетического изменения или мутации. Однако нормально функционирующие белки и ферменты также могут иметь пагубные последствия, если их доступность не соответствует метаболическим потребностям. Например, чрезмерное производство гормона кортизола вызывает синдром Кушинга. Клинически синдром Кушинга характеризуется быстрым увеличением веса, особенно в области туловища и лица, депрессией и тревогой.Стоит упомянуть, что опухоли гипофиза, вырабатывающие адренокортикотропный гормон (АКТГ), который впоследствии стимулирует кору надпочечников высвобождать избыточное количество кортизола, имеют аналогичные эффекты. Этот косвенный механизм гиперпродукции кортизола называется болезнью Кушинга.

Пациенты с синдромом Кушинга могут иметь высокий уровень глюкозы в крови и имеют повышенный риск ожирения. Они также показывают медленный рост, накопление жира между плечами, слабые мышцы, боли в костях (потому что кортизол заставляет белки расщепляться с образованием глюкозы в результате глюконеогенеза) и утомляемость.Другие симптомы включают чрезмерное потоотделение (гипергидроз), расширение капилляров и истончение кожи, что может привести к легким синякам. Все методы лечения синдрома Кушинга направлены на снижение чрезмерного уровня кортизола. В зависимости от причины избытка, лечение может быть таким простым, как прекращение использования мазей с кортизолом. В случае опухолей часто используется хирургическое вмешательство для удаления поражающей опухоль. Если операция нецелесообразна, лучевая терапия может использоваться для уменьшения размера опухоли или удаления частей коры надпочечников.Наконец, доступны лекарства, которые могут помочь регулировать количество кортизола.

Недостаточное производство кортизола также проблематично. Надпочечниковая недостаточность, или болезнь Аддисона, характеризуется снижением выработки кортизола надпочечниками. Это может быть следствием нарушения работы надпочечников — они не вырабатывают достаточного количества кортизола — или же следствием снижения доступности АКТГ из гипофиза. Пациенты с болезнью Аддисона могут иметь низкое кровяное давление, бледность, крайнюю слабость, утомляемость, медленные или вялые движения, головокружение и тягу к соли из-за потери натрия и высокого уровня калия в крови (гиперкалиемия).Жертвы также могут страдать от потери аппетита, хронической диареи, рвоты, поражений во рту и неоднородного цвета кожи. Диагностика обычно включает анализы крови и визуализацию надпочечников и гипофиза. Лечение включает заместительную терапию кортизолом, которую обычно необходимо продолжать всю жизнь.

Реакции окисления-восстановления

Химические реакции, лежащие в основе метаболизма, включают перенос электронов от одного соединения к другому посредством процессов, катализируемых ферментами.Электроны в этих реакциях обычно исходят от атомов водорода, которые состоят из электрона и протона. Молекула отдает атом водорода в виде иона водорода (H + ) и электрона, разбивая молекулу на более мелкие части. Потеря электрона или окисление высвобождает небольшое количество энергии; и электрон, и энергия затем передаются другой молекуле в процессе восстановления или получения электрона. Эти две реакции всегда происходят вместе в реакции окисления-восстановления (также называемой окислительно-восстановительной реакцией) — когда электрон проходит между молекулами, донор окисляется, а реципиент восстанавливается.Окислительно-восстановительные реакции часто происходят последовательно, так что восстановленная молекула впоследствии окисляется, передавая не только только что полученный электрон, но и полученную энергию. По мере развития серии реакций накапливается энергия, которая используется для объединения P и и АДФ с образованием АТФ, высокоэнергетической молекулы, которую организм использует в качестве топлива.

Реакции окисления и восстановления катализируются ферментами, которые запускают удаление атомов водорода. Коферменты работают с ферментами и принимают атомы водорода.Двумя наиболее распространенными коферментами окислительно-восстановительных реакций являются никотинамидадениндинуклеотид (NAD) и флавинадениндинуклеотид (FAD) . Их соответствующие восстановленные коферменты — это NADH и FADH 2 , которые являются энергосодержащими молекулами, используемыми для передачи энергии во время создания АТФ.

Обзор главы

Метаболизм — это сумма всех катаболических (расщепление) и анаболических (синтез) реакций в организме.Скорость метаболизма измеряет количество энергии, используемой для поддержания жизни. Организм должен принимать достаточное количество пищи, чтобы поддерживать скорость метаболизма, если он хочет выжить очень долго.

Катаболические реакции расщепляют более крупные молекулы, такие как углеводы, липиды и белки из принятой пищи, на составляющие более мелкие части. Они также включают распад АТФ, который высвобождает энергию, необходимую для метаболических процессов во всех клетках по всему телу.

Анаболические реакции, или биосинтетические реакции, синтезируют более крупные молекулы из более мелких составных частей, используя АТФ в качестве источника энергии для этих реакций.Анаболические реакции увеличивают костную, мышечную массу и создают новые белки, жиры и нуклеиновые кислоты. Реакции окисления-восстановления переносят электроны через молекулы, окисляя одну молекулу и восстанавливая другую, и собирая высвободившуюся энергию для преобразования P i и АДФ в АТФ. Ошибки в метаболизме изменяют переработку углеводов, липидов, белков и нуклеиновых кислот и могут привести к ряду болезненных состояний.

Самопроверка

Ответьте на вопрос (ы) ниже, чтобы увидеть, насколько хорошо вы понимаете темы, затронутые в предыдущем разделе.

Вопросы о критическом мышлении

  1. Опишите, как можно изменить метаболизм.
  2. Опишите, как лечить болезнь Аддисона.
Показать ответы
  1. Увеличение или уменьшение мышечной массы приведет к увеличению или уменьшению метаболизма.
  2. Болезнь Аддисона характеризуется низким уровнем кортизола. Один из способов лечения болезни — дать пациенту кортизол.

Глоссарий

анаболических гормонов: гормонов, которые стимулируют синтез новых, более крупных молекул

анаболических реакций: реакций, которые превращают молекулы меньшего размера в молекулы большего размера

реакций биосинтеза: реакций, которые создают новые молекулы, также называемые анаболическими реакциями

катаболических гормонов: гормонов, которые стимулируют распад более крупных молекул

катаболических реакций: реакций, при которых более крупные молекулы расщепляются на составные части

FADH 2 : высокоэнергетическая молекула, необходимая для гликолиза

флавинадениндинуклеотид (FAD): кофермент , используемый для производства FADH 2

обмен веществ: сумма всех катаболических и анаболических реакций, происходящих в организме

NADH: высокоэнергетическая молекула, необходимая для гликолиза

никотинамидадениндинуклеотид (НАД): кофермент , используемый для производства НАДН

окисление: потеря электрона

реакция окисления-восстановления: (также окислительно-восстановительная реакция) пара реакций, в которых электрон передается от одной молекулы к другой, окисляя одну и восстанавливая другую

редукция: набирание электрона

10.

3: Обзор метаболизма — Medicine LibreTexts

Навыки для развития

  • Обобщите, как получается и используется энергия из энергетических питательных веществ, а также как и где она сохраняется в организме для дальнейшего использования.
  • Объясните роль энергии в процессе построения тканей и органов.

На протяжении различных глав этого текста мы исследовали метаболизм углеводов, липидов и белков. В следующем разделе мы соберем эту информацию, чтобы получить четкое представление о важности метаболизма в питании человека.

Метаболизм определяется как сумма всех химических реакций, необходимых для поддержания клеточной функции и, следовательно, жизни организма. Метаболизм подразделяется на катаболизм, относящийся ко всем метаболическим процессам, участвующим в распаде молекул, или анаболизм, который включает все метаболические процессы, участвующие в создании более крупных молекул. Обычно катаболические процессы высвобождают энергию, а анаболические процессы потребляют энергию. Общие цели метаболизма — передача энергии и транспортировка вещества.Энергия преобразуется из пищевых макронутриентов в клеточную энергию, которая используется для выполнения клеточной работы. Метаболизм превращает макроэлементы в вещества, которые клетка может использовать для роста и воспроизводства, а также в отходы.

В главе 6 «Белки» вы узнали, что ферменты — это белки и что их задача — катализировать химические реакции. (Напомним, что слово «катализировать» означает ускорение химической реакции и уменьшение энергии, необходимой для завершения химической реакции, без использования катализатора в реакции.) Без ферментов химические реакции не происходили бы с достаточно высокой скоростью и потребляли бы слишком много энергии для существования жизни. Метаболический путь — это серия ферментативных реакций, которые преобразуют исходный материал (известный как субстрат) в промежуточные продукты, которые являются субстратами для следующих ферментативных реакций в этом пути, пока, наконец, конечный продукт не будет синтезирован последней ферментативной реакцией в путь. Некоторые метаболические пути сложны и включают множество ферментативных реакций, а другие включают лишь несколько химических реакций.

Для обеспечения клеточной эффективности метаболические пути, участвующие в катаболизме и анаболизме, регулируются согласованно в зависимости от энергетического статуса, гормонов, уровней субстрата и конечного продукта. Согласованная регуляция метаболических путей предотвращает неэффективное построение клетками молекулы, когда она уже доступна. Так же, как было бы неэффективно возводить стену в то время, когда она разрушается, для клетки неэффективно с метаболической точки зрения синтезировать жирные кислоты и одновременно разрушать их.

Катаболизм молекул пищи начинается, когда пища попадает в рот, поскольку фермент слюнной амилазы инициирует расщепление углеводов. Весь процесс пищеварения превращает крупные полимеры в пище в мономеры, которые могут усваиваться. Углеводы расщепляются на моносахариды, липиды — на жирные кислоты, а белки — на аминокислоты. Эти мономеры всасываются в кровоток либо напрямую, как в случае с моносахаридами и аминокислотами, либо переупаковываются в кишечных клетках для транспортировки непрямым путем через лимфатические сосуды, как в случае жирных кислот и других жирорастворимых молекул.После всасывания кровь переносит питательные вещества к клеткам. Клетки, которым требуется энергия или строительные блоки, забирают питательные вещества из крови и перерабатывают их катаболическим или анаболическим путем. Системам органов тела требуется топливо и строительные блоки для выполнения многих функций организма, таких как переваривание, всасывание, дыхание, перекачка крови, транспортировка питательных веществ внутрь и выбрасывание, поддержание температуры тела и создание новых клеток.

Рисунок 10.3.1 : Метаболизм подразделяется на метаболические пути, которые разрушают молекулы, выделяющие энергию (катаболизм), и молекулы, которые потребляют энергию, создавая более крупные молекулы (анаболизм).

Энергетический метаболизм более конкретно относится к метаболическим путям, которые выделяют или хранят энергию. Некоторые из них являются катаболическими путями, такими как гликолиз (расщепление глюкозы), β-окисление (расщепление жирных кислот) и катаболизм аминокислот. Другие являются анаболическими путями и включают те, которые участвуют в накоплении избыточной энергии (например, гликогениз) и синтезе триглицеридов (липогенез).В таблице 10.3.2.1 приведены некоторые катаболические и анаболические пути, а также их функции в энергетическом обмене.

Таблица 10.3.2.1 : Метаболические пути
Катаболические пути Функция Анаболические пути Функция
Гликолиз Распад глюкозы Глюконеогенез Синтезировать глюкозу
Гликогенолиз Распад гликогена Гликогенез Синтезировать гликоген
β-окисление Жирно-кислотный распад Липогенез Синтезировать триглицериды
Протеолиз Расщепление белков до аминокислот Синтез аминокислот Синтезировать аминокислоты

Катаболизм: Разрушение

Все клетки настроены на свой энергетический баланс. Когда уровень энергии высокий, клетки строят молекулы, а когда уровень энергии низкий, запускаются катаболические пути для производства энергии. Глюкоза является предпочтительным источником энергии для большинства тканей, но жирные кислоты и аминокислоты также могут катаболизироваться до молекулы клеточной энергии, АТФ. Катаболизм питательных веществ в энергию можно разделить на три стадии, каждая из которых включает индивидуальные метаболические пути. Три стадии расщепления питательных веществ позволяют клеткам переоценить свои потребности в энергии, поскольку конечные продукты каждого пути могут быть либо переработаны в энергию, либо направлены на анаболические пути.Кроме того, промежуточные продукты метаболических путей иногда могут быть переведены на анаболические пути после того, как потребности клетки в энергии будут удовлетворены. Три стадии расщепления питательных веществ следующие:

  • Этап 1. Гликолиз глюкозы, β-окисление жирных кислот или катаболизм аминокислот
  • Этап 2. Цикл лимонной кислоты (или цикл Креба)
  • Стадия 3. Электронная транспортная цепь и синтез АТФ

Распад глюкозы начинается с гликолиза, который представляет собой десятиэтапный метаболический путь, дающий два АТФ на молекулу глюкозы; гликолиз происходит в цитозоле и не требует кислорода.Помимо АТФ, конечные продукты гликолиза включают две трехуглеродные молекулы, называемые пируватом. Пируват может быть либо переведен в цикл лимонной кислоты, чтобы производить больше АТФ, либо следовать анаболическому пути. Если клетка находится в отрицательном энергетическом балансе, пируват транспортируется в митохондрии, где сначала отщепляется один из атомов углерода, образуя ацетил-КоА. Ацетил-КоА, двухуглеродная молекула, общая для метаболизма глюкозы, липидов и белков, вступает во вторую стадию энергетического метаболизма, цикл лимонной кислоты.Распад жирных кислот начинается с катаболического пути, известного как β-окисление, которое происходит в митохондриях. В этом катаболическом пути четыре ферментативных этапа последовательно удаляют двухуглеродные молекулы из длинных цепей жирных кислот, давая молекулы ацетил-КоА. В случае аминокислот после удаления азота из аминокислоты оставшийся углеродный скелет может быть ферментативно преобразован в ацетил-КоА или какой-либо другой промежуточный продукт цикла лимонной кислоты.

В цикле лимонной кислоты ацетил-КоА соединен с четырехуглеродной молекулой.В этом многоступенчатом пути два атома углерода теряются в виде двух молекул диоксида углерода. Энергия, полученная при разрыве химических связей в цикле лимонной кислоты, преобразуется еще в две молекулы АТФ (или их эквиваленты) и высокоэнергетические электроны, которые переносятся молекулами, никотинамидадениндинуклеотид (NADH) и флавинадениндинуклеотид (FADH ). 2 ). НАДН и ФАДН 2 переносят электроны на внутреннюю мембрану митохондрий, где происходит третья стадия синтеза энергии, в так называемой цепи переноса электронов. В этом метаболическом пути происходит последовательный перенос электронов между множеством белков и синтезируется АТФ. Весь процесс катаболизма питательных веществ химически похож на горение, поскольку при сжигании молекул углерода образуются углекислый газ, вода и тепло. Однако многие химические реакции катаболизма питательных веществ замедляют распад молекул углерода, так что большая часть энергии может быть захвачена, а не преобразована в тепло и свет. Полный катаболизм питательных веществ эффективен от 30 до 40 процентов, поэтому часть энергии выделяется в виде тепла.Тепло является жизненно важным продуктом катаболизма питательных веществ и участвует в поддержании температуры тела. Если бы клетки были слишком эффективны в преобразовании питательной энергии в АТФ, люди не выдержали бы до следующего приема пищи, так как они бы умерли от переохлаждения.

Анаболизм: Здание

Энергия, выделяемая катаболическими путями, поддерживает анаболические пути построения макромолекул, таких как белки РНК и ДНК, и даже целых новых клеток и тканей. Анаболические пути необходимы для создания новой ткани, такой как мышцы, после продолжительных упражнений или ремоделирования костной ткани, процесса, включающего как катаболические, так и анаболические пути.Анаболические пути также создают молекулы-накопители энергии, такие как гликоген и триглицериды. Промежуточные звенья катаболических путей энергетического метаболизма иногда отвлекаются от производства АТФ и вместо этого используются в качестве строительных блоков. Это происходит, когда клетка находится в положительном энергетическом балансе. Например, промежуточный продукт цикла лимонной кислоты, α-кетоглутарат, может быть анаболически переработан в аминокислоты глутамат или глутамин, если они необходимы. Напомним, что человеческий организм способен синтезировать одиннадцать из двадцати аминокислот, входящих в состав белков.Все метаболические пути синтеза аминокислот ингибируются конкретной аминокислотой, которая является конечным продуктом данного пути. Таким образом, если в клетке достаточно глутамина, он отключает его синтез.

Анаболические пути регулируются их конечными продуктами, но даже в большей степени энергетическим состоянием клетки. Когда энергии достаточно, по мере необходимости создаются более крупные молекулы, такие как белок, РНК и ДНК. В качестве альтернативы, когда энергии недостаточно, белки и другие молекулы будут разрушаться и катаболизироваться с высвобождением энергии.Яркий пример этого — у детей с маразмом. У этих детей серьезно нарушены функции организма, что часто приводит к смерти от инфекции. Дети с маразмом страдают от голода по калориям и белку, которые необходимы для выработки энергии и создания макромолекул. Отрицательный энергетический баланс у детей с маразмом приводит к разрушению мышечной ткани и тканей других органов в попытке выжить в организме. Из-за значительного уменьшения мышечной ткани дети с маразмом выглядят истощенными или «истощенными».”

Рисунок 10.3.2: Метаболический путь глюконеогенеза

В гораздо менее серьезном примере у человека также наблюдается отрицательный энергетический баланс между приемами пищи. В это время уровень глюкозы в крови начинает падать. Чтобы восстановить нормальный уровень глюкозы в крови, стимулируется анаболический путь, называемый глюконеогенезом. Глюконеогенез — это процесс построения молекул глюкозы из определенных аминокислот, который происходит в основном в печени (Рисунок 10.3.2). Печень экспортирует синтезированную глюкозу в кровь для использования другими тканями.

Накопитель энергии

Напротив, в «сытом» состоянии (когда уровни энергии высоки) будет накапливаться дополнительная энергия из питательных веществ. Глюкоза может храниться только в мышцах и тканях печени. В этих тканях он хранится в виде гликогена, сильно разветвленной макромолекулы, состоящей из тысяч мономеров глюкозы, скрепленных химическими связями. Мономеры глюкозы соединяются анаболическим путем, называемым гликогенезом.На каждую хранящуюся молекулу глюкозы используется одна молекула АТФ. Следовательно, для хранения энергии требуется энергия. Уровень гликогена быстро достигает своего физиологического предела, и когда это происходит, избыток глюкозы превращается в жир. Клетка с положительным энергетическим балансом обнаруживает высокую концентрацию АТФ, а также ацетил-КоА, продуцируемого катаболическими путями. В ответ катаболизм отключается и включается синтез триглицеридов, который происходит посредством анаболического пути, называемого липогенезом.Новообразованные триглицериды транспортируются в жировые клетки, называемые адипоцитами. Жир является лучшей альтернативой гликогену для хранения энергии, поскольку он более компактен (на единицу энергии) и, в отличие от гликогена, организм не накапливает воду вместе с жиром. Вода весит очень много, и увеличение запасов гликогена, которые сопровождаются водой, резко увеличивает массу тела. Когда тело находится в положительном энергетическом балансе, избыток углеводов, липидов и белков превращается в жир.

Основные выводы

  • Общими целями метаболизма являются передача энергии и транспортировка вещества. Метаболизм определяется как сумма всех химических реакций, необходимых для поддержания клеточной функции, и подразделяется на катаболизм (относящийся ко всем метаболическим процессам, участвующим в распаде молекул) или анаболизм (который включает все метаболические процессы, участвующие в создании более крупных молекул). Обычно катаболические процессы высвобождают энергию, а анаболические процессы потребляют энергию.
  • Метаболический путь — это серия ферментативных стадий, на которых субстрат (исходный материал) преобразуется в промежуточные продукты, которые являются субстратами для протекающих ферментативных реакций, пока, наконец, не будет синтезирован конечный продукт в результате последней ферментативной реакции в этом пути.
  • Системам органов тела требуется топливо и строительные блоки для переваривания, поглощения, дыхания, перекачивания крови, транспортировки питательных веществ внутрь и выведения отходов, поддержания температуры тела и создания новых клеток среди множества других функций.
  • Когда уровни энергии высоки, клетки строят молекулы, а когда уровни энергии низкие, катаболические пути стимулируются для высвобождения энергии.
  • Энергия, выделяемая катаболическими путями, приводит в действие анаболические пути построения более крупных макромолекул.
  • В «сытом» состоянии (когда уровни энергии высоки) дополнительное питательное топливо будет храниться в виде гликогена или триглицеридов.

Обсуждение стартеров

  1. Обсудите практичность хранения энергии в ранних человеческих цивилизациях и последствия этих метаболических процессов в современном мире.Вернитесь к истории индейцев пима в главе 1 «Питание и вы» и к концепции «гена бережливости».
  2. Может ли человек с избыточным весом винить свой лишний вес в замедленном метаболизме?

Анаболизм и катаболизм: определения и примеры — видео и стенограмма урока

Метаболизм расщепляет большие молекулы, такие как пища, на полезную энергию. Эта энергия управляет телесными процессами, важными для выживания. В этом видеоуроке вы узнаете о двух формах метаболизма, которые разрушают и создают молекулы, и увидите примеры каждой из них.

Метаболизм в вашем теле

Вы когда-нибудь задумывались, что происходит с пищей, которую вы едите, после того, как она попадает в ваш организм? Как вы, наверное, знаете, еда не только приятна на вкус, но и обеспечивает питание для всех компонентов вашего тела — костей, мышц, функций мозга и многого другого!

Салат полон питательных лакомств, но ваше тело не может многое сделать с едой, как она есть. Когда пища попадает в ваш организм, она распадается на молекулярные компоненты, чтобы вы действительно могли использовать питание, которое обеспечивают эти молекулы.Все физические и химические действия в вашем теле, которые преобразуют или используют энергию, называются метаболизмом . К ним относятся такие вещи, как дыхание, переваривание пищи и циркуляция крови.

Но метаболизм — довольно широкий термин, и он включает всех химических веществ в вашем теле. Мы можем рассматривать метаболизм в двух разных формах: катаболизм и анаболизм. Катаболизм включает все метаболические процессы, которые разрушают биомолекулы, а анаболизм — все метаболические процессы, которые создают биомолекулы.

Один из способов вспомнить, который — это подумать о «катастрофе» для катаболизма и «стероидах» для анаболизма. Во время такой катастрофы, как землетрясение, большие здания и другие конструкции разваливаются, как молекулы распадаются во время катаболических реакций. Люди используют анаболические стероиды для наращивания мышц, точно так же, как анаболические реакции «строят» биомолекулы.

Катаболизм разрушает молекулы

Катаболические реакции — это реакции, которые включают разрушение биомолекул, но что именно это означает? Когда вы едите пищу, вы ее пережевываете, чтобы ее было легче проглотить, верно? Катаболические реакции похожи в том, что они «пережевывают» биомолекулы, чтобы облегчить их использование.

Пищеварение — это катаболическая деятельность. Здесь вы начинаете с больших молекул пищи, а затем вода используется для разрыва связей в этих молекулах. Эти более мелкие молекулы затем отправляются в клетки вашего тела, чтобы участвовать в клеточном дыхании , который представляет собой процесс, преобразующий биохимическую энергию в АТФ, молекулу очень высокой энергии.

Клеточное дыхание также является катаболическим процессом, потому что оно разбивает маленькие молекулы пищеварения на еще более мелкие по мере образования АТФ. Оба эти процесса очень важны, потому что АТФ — это то, что ваши клетки используют для производства тепла тела, движения мышц и других важных функций организма.

Анаболизм строит молекулы

АТФ не только обеспечивает энергией ваши клетки, но и позволяет протекать анаболическим процессам. Анаболизм — это противоположность катаболизма, поскольку эти реакции создают большие биомолекулы из более мелких. При этом образуются молекулы того же типа, что и в пище, например, углеводы и белки.В каком-то смысле эти молекулы похожи на ту пищу, из которой они изначально были получены вашим телом.

×

Разблокировать содержимое

Более 83000 уроков по всем основным предметам

Получите доступ без риска на 30 дней,
просто создайте аккаунт.

Попробуй это сейчас

Нет обязательств, отмените в любой момент.

Хотите узнать больше?

Выберите предмет для предварительного просмотра связанных курсов:

Когда ваше тело наращивает мышечную ткань, создает новые клетки или минерализует кости, это все анаболические действия. Они берут более мелкие молекулы, которые были разрушены во время катаболизма, и используют их для создания нового, более прочного материала в вашем теле.

Эти две формы метаболизма работают вместе, чтобы создать баланс в вашем теле. В здоровой мышечной ткани разрушение мышц (катаболизм) равнозначно наращиванию мышц (анаболизм). Но если бы вы начали тренироваться и больше есть, анаболические реакции были бы более распространенными, поскольку ваше тело наращивало мышечную массу. Однако, если вы перестанете есть и заниматься спортом, катаболические реакции возьмут верх, и ваша мышечная масса (и вы!) Начнете истощаться.

Краткое содержание урока

Метаболизм относится ко всем физическим и химическим действиям в вашем теле, которые преобразуют или используют энергию. Эти процессы делают вас живыми и здоровыми и работают вместе, чтобы поддерживать внутренний баланс.

Катаболизм включает в себя все метаболические процессы, которые разрушают биомолекулы. Это такие виды деятельности, как пищеварение и клеточное дыхание. Обратной стороной катаболизма является анаболизм , который включает в себя все метаболические процессы, которые создают биомолекулы.Анаболические процессы позволяют вашему телу делать такие вещи, как наращивание мышечной массы, минерализация костей и создание новых клеток.

Молекулы, которые образуются во время анаболических реакций, похожи на молекулы, которые вы принимаете в пищу. Фактически, если вы станете пищей для чего-то другого, его тело будет использовать катаболизм, чтобы разбить ваши биомолекулы на маленькие, пригодные для использования, а затем построить более крупные биомолекулы с помощью анаболизма. Вы можете видеть, как эти два метаболических процесса просто рециркулируют энергию и питательные вещества через разные организмы, позволяя им расщепляться и создавать определенные биомолекулы, необходимые им для выживания.

Результаты обучения

После этого урока вы должны иметь способность делать следующее:

  • Определить метаболизм
  • Обобщить роль АТФ в метаболизме
  • Различия между катаболизмом и анаболизмом
  • Определите примеры катаболизма и анаболизма

Истинное или ложное действие в отношении анаболизма и катаболизма

В этом упражнении вы проверите свои знания определений и примеров анаболизма и катаболизма из урока.

Проезд

Определите, верны ли следующие утверждения. Для этого распечатайте или скопируйте эту страницу на чистый лист и подчеркните или округлите ответ.

1. Распад биомолекул необходим для облегчения их использования.

Верно | Ложь

2. Пищеварение — это анаболический процесс, при котором пища превращается в вещества, которые могут использоваться организмом.

Верно | Ложь

3.Высокое количество АТФ приводит к преобладанию анаболической активности в клетках.

Верно | Ложь

4. Анаболизм — это разрушительный метаболизм, обычно включающий высвобождение энергии и расщепление биомолекул.

Верно | Ложь

5. Синтез сахара с образованием гликогена является примером катаболизма.

Верно | Ложь

6. Метаболизм — это полный набор физических и химических реакций, происходящих в живых клетках.

Верно | Ложь

7. Клеточное дыхание — это метаболический процесс, который преобразует химическую энергию из молекул кислорода в АДФ.

Верно | Ложь

8. Анаболические гормоны, такие как анаболические стероиды, стимулируют синтез белка и рост мышц.

Верно | Ложь

9. Аденозинтрифосфат (АТФ) — это органическая молекула, которая обеспечивает энергией многие процессы в живых клетках.

Верно | Ложь

10.Наращивание мышечной массы способствует катаболической активности, замедляя анаболические реакции.

Верно | Ложь

Ключ ответа

1. Верно

2. Неверно, потому что правильное утверждение: Пищеварение — это катаболический процесс, при котором пища превращается в вещества, которые могут использоваться организмом .

3. Верно

4. Неверно, потому что правильное утверждение: Катаболизм — это деструктивный метаболизм, обычно включающий высвобождение энергии и распад биомолекул .

5. Неверно, потому что правильное утверждение: Синтез сахара с образованием гликогена является примером анаболизма

6. Верно

7. Неверно, потому что правильное утверждение: Клеточное дыхание — это метаболический процесс, преобразующий химическую энергию молекул кислорода в АТФ .

8. Верно

9. Верно

10. Неверно, потому что правильное утверждение: Наращивание мышечной массы способствует анаболической активности и замедляет катаболические реакции .

Анаболические и катаболические (клеточный метаболизм): определение и примеры

Клетки — это самые маленькие единицы живых существ, которые обладают всеми свойствами, связанными с жизнью. Одной из этих определяющих характеристик является метаболизм , или использование молекул или энергии, собранных из окружающей среды, для проведения биохимических реакций, необходимых для сохранения жизни и, в конечном итоге, для воспроизводства.

Метаболические процессы, часто называемые метаболическими путями, можно разделить на те, которые являются анаболическими или включают синтез новых молекул, и те, которые являются катаболическими , которые включают распад существующих молекул.

В просторечии анаболические процессы связаны со строительством дома и заменой таких вещей, как окна и водосточные желоба, по мере необходимости, а катаболические процессы — это обуздание изношенных или сломанных частей дома. Если это делать согласованно и в правильном темпе, дом будет существовать в максимально устойчивом состоянии, но никогда не будет пассивным.

Обзор метаболизма

Клетки и ткани, которые они образуют, постоянно подвергаются «двунаправленному» метаболизму, что означает, что, хотя одни вещи движутся в анаболическом направлении, другие идут в противоположном направлении.

Это, возможно, более очевидно на уровне целых организмов: если вы сжигаете глюкозу во время спринта, чтобы догнать свою собаку (катаболический процесс), бумага, порезанная на вашей руке накануне, продолжает заживать (анаболический процесс). Но та же дихотомия действует и в отдельных клетках.

Клеточные реакции катализируются особыми глобулярными белковыми молекулами, называемыми ферментами , которые по определению участвуют в химических реакциях, не меняясь в конце концов. Они значительно ускоряют реакции — иногда более чем в тысячу раз — и поэтому действуют как катализаторы .

Анаболические реакции обычно требуют ввода энергии и поэтому являются эндотермическими (в переводе «тепло внутрь»). Это имеет смысл; вы не можете нарастить или нарастить мышцы, если не поедите, при этом потребление пищи обычно зависит от интенсивности и продолжительности определенной активности.

Катаболические реакции обычно экзотермические («тепло извне») и высвобождают энергию, большая часть которой используется клеткой в ​​форме аденозинтрифосфата (АТФ) и используется для других метаболических процессов.

Субстраты метаболизма

Основные структурные элементы тела и молекулы, необходимые для топлива, а также роста и замены тканей, состоят из мономеров или небольших повторяющихся звеньев в целом, называемых полимером .

Эти единицы могут быть идентичными, как с молекулами глюкозы, организованными в длинные цепи запасающего топлива гликогена , или они могут быть похожими и иметь «ароматизаторы», как в случае нуклеиновых кислот и нуклеотидов, из которых они состоят.

Три основных класса макромолекул макронутриентов в питании человека, называемые углеводами, , белками, и жирами, , каждый из которых состоит из мономеров своего типа.

Глюкоза — это фундаментальный субстрат всей жизни на Земле, и каждая живая клетка способна метаболизировать ее для получения энергии. Как уже отмечалось, молекулы глюкозы могут быть связаны в «цепочки» с образованием гликогена, который у человека находится в основном в мышцах и печени.Белки состоят из мономеров, взятых из мешка с 20 различными аминокислотами.

Жиры не являются полимерами, потому что они состоят из трех жирных кислот, связанных с «основной цепью» трехуглеродной молекулы глицерин . Когда они растут или сжимаются, это происходит за счет добавления или удаления атомов на концах цепочек жирных кислот, как в случае с заглавной буквой «E», где вертикальная часть остается того же размера, но горизонтальные полосы различаются по длине.

Что такое анаболический метаболизм?

Представьте, что вам дали коробку с игрушечными строительными блоками неограниченного размера. Многие из них идентичны, за исключением цвета; другие имеют разные размеры, но могут быть соединены вместе; третьи не предназначены для подключения независимо от выбранной вами конфигурации. Вы можете создавать идентичные конструкции, которые включают, скажем, от трех до пяти частей, и связывать их вместе таким образом, чтобы соединения этих конструкций также были идентичными.

По сути, это анаболический метаболизм в действии. Отдельные группы от трех до пяти игрушек представляют собой «мономеры», а готовый продукт аналогичен «полимеру».«А в клетках, вместо того, чтобы ваши руки выполняли работу по соединению частей, ферменты направляют процесс. В обоих случаях ключевым аспектом является ввод энергии для генерации молекул большей сложности (и обычно также большего размера).

Примеры анаболических процессов включают, помимо синтеза белка, глюконеогенез (синтез глюкозы из различных предшествующих субстратов), синтез жирных кислот липогенез (синтез жиров из жирных кислот и глицерина) и образование карбамида и кетоновых тел .

Что такое катаболический метаболизм?

В большинстве случаев катаболические процессы на уровне индивидуальных реакций — это не просто соответствующие анаболические реакции, протекающие в обратном порядке, хотя многие из них одинаковы. Обычно задействованы разные ферменты.

Например, первая стадия гликолиза (катаболизм глюкозы) — это добавление фосфатной группы к глюкозе с помощью фермента гексокиназы с образованием глюкозо-6-фосфата.Но заключительный этап глюконеогенеза, удаление фосфата из глюкозо-6-фосфата с образованием глюкозы, катализируется глюкозо-6-фосфатазой.

Другими жизненно важными катаболическими процессами, происходящими в вашем организме, являются гликогенолиз (распад гликогена в мышцах или печени), липолиз (удаление жирных кислот из глицерина), бета-окисление («сжигание» жирные кислоты), а также разложение кетонов, белков или отдельных аминокислот.

Поддержание баланса анаболического и катаболического метаболизма

Чтобы поддерживать организм в гармонии с его потребностями в режиме реального времени, требуется высокая степень реакции и координации.Скорость анаболических и катаболических реакций можно контролировать, варьируя количество фермента или субстрата, мобилизованного в данной части клетки, или с помощью ингибирования обратной связи , при котором накопление продукта сигнализирует предшествующей реакции о более медленном протекании.

Кроме того, что важно с точки зрения целостной визуализации метаболизма, субстраты из одного пути макроэлементов могут быть шунтированы в путь другого по мере необходимости.

Примером такой интеграции путей является то, что аминокислоты аланин и глутамин, помимо того, что служат строительными блоками белков, также могут вступать в глюконеогенез.Чтобы это произошло, им необходимо избавиться от азота, который обрабатывается ферментами, называемыми трансаминазами .

  • Глицерин, продукт липолиза, также может вступать в путь глюконеогенеза, который в широком смысле является одним из способов получения сахара из жира. Однако на сегодняшний день нет доказательств того, что продукты окисления жирных кислот могут вступать в глюконеогенез.

Физические упражнения: рост мышц и похудание

Физическая подготовка является серьезной общественной проблемой в странах, где люди часто могут позволить себе роскошь дополнительных упражнений.

Многие из распространенных методов сильно нацелены на тот или иной процесс, например, поднятие тяжестей для наращивания мышечной массы (анаболические упражнения) или использование эллиптического тренажера или беговой дорожки для «кардио» и снижения мышечной или жировой массы ( или веса тела) для похудания (катаболические упражнения).

Одним из примеров работы обеих систем является марафонец, который готовится к забегу на 42,2 км (26,2 мили) и пробегает его.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *