Метаболизм анаболизм катаболизм: Метаболизм клетки (биология, 10 класс)

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

Основные закономерности метаболических процессов в организме человека. Часть 1.

Метаболизм – обмен веществ и энергии представляет собой по классическим определениям, с одной стороны, обмен веществами и энергией между организмом и окружающей средой, а, с другой стороны, совокупность процессов превращения веществ и трансформации энергии, происходящих непосредственно в самих живых организмах. Как известно, обмен веществ и энергии является основой жизнедеятельности организмов и принадлежит к числу важнейших специфических признаков живой материи. В обмене веществ, контролируемом многоуровневыми регуляторными системами, участвует множество ферментных каскадов, обеспечивающих совокупность химических реакций, упорядоченных во времени и пространстве. Данные биохимические реакции, детерминированные генетически, протекают последовательно в строго определенных участках клеток, что, в свою очередь обеспечивается принципом компартментации клетки. В конечном итоге в процессе обмена поступившие в организм вещества превращаются в собственные специфические вещества тканей и в конечные продукты, выводящиеся из организма. В процессе любых биохимических трансформаций освобождается и поглощается энергия.

Клеточный метаболизм выполняет четыре основные специфические функции, а именно: извлечение энергии из окружающей среды и преобразование ее в энергию макроэргических (высокоэнергетических) химических соединений в количестве, достаточном для обеспечения всех энергетических потребностей клетки; образование из экзогенных веществ промежуточных соединений, являющихся предшественниками высокомолекулярных компонентов клетки; синтез из этих предшественников белков, нуклеиновых кислот, углеводов, липидов и других клеточных компонентов; синтез и разрушение специальных биомолекул, образование и распад которых связаны с выполнением специфических функций данной клетки.

Поскольку первоначальные представления об обмене веществ возникли в связи с изучением процессов обмена между организмом и внешней средой и лишь впоследствии эти представления расширились до понимания путей трансформации веществ и энергии внутри организма, до настоящего времени принято выделять соответственно внешний, или общий, обмен веществ и внутренний или промежуточный, обмен веществ

. В свою очередь как во внутреннем, так и во внешнем обмене веществ различают структурный (пластический) и энергетический обмен. Под структурным обменом понимают взаимные превращения различных высоко- и низкомолекулярных соединений в организме, а также их перенос (транспорт) внутри организма и между организмом и внешней средой. Под энергетическим обменом понимают высвобождение энергии химических связей молекул, образующейся в ходе реакций и ее превращение в тепло (большая часть), а также использование энергии на синтез новых молекул, активный транспорт, мышечную работу (меньшая часть).
В процессе обмена веществ часть конечных продуктов химических реакций выводится во внешнюю среду, другая часть используется организмом. В этом случае конечные продукты органического обмена накапливаются или расходуются в зависимости от условий существования организма, называясь запасными или резервными веществами.

Как указывалось выше совокупность химических превращений веществ, которые происходят непосредственно в организме, начиная с момента их поступления в кровь и до момента выделения конечных продуктов обмена из организма, называют промежуточным обменом (промежуточным метаболизмом). Промежуточный обмен может быть разделен на два процесса: катаболизм (диссимиляция) и анаболизм (ассимиляция).

Катаболизмом называют ферментативное расщепление крупных органических молекул, осуществляемое у всех высших организмов, как правило, окислительным путем. Катаболизм сопровождается освобождением энергии, заключенной в химических связях органических молекул, и резервированием ее в форме энергии фосфатных связей молекулы аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ). Анаболизм, напротив, представляет собой ферментативный синтез крупномолекулярных клеточных компонентов, таких, как полисахариды, нуклеиновые кислоты, белки, липиды, а также некоторых их биосинтетических предшественников из более простых соединений. Анаболические процессы происходят с потреблением энергии. Процессы катаболизма и анаболизма происходят в клетках одновременно, неразрывно связаны друг с другом и являются обязательными компонентами одного общего процесса — метаболизма, в котором превращения веществ теснейшим образом переплетены с превращениями энергии. Катаболические и анаболические реакции различаются, как правило, локализацией в клетке. Например, окисление жирных кислот до углекислого газа и воды осуществляется с помощью набора митохондриальных ферментов, тогда как синтез жирных кислот катализирует другая система ферментов, находящихся в цитозоле. Именно благодаря разной локализации катаболические и анаболические процессы в клетке могут протекать одновременно. При этом все превращения органических веществ, процессы синтеза и распада взаимосвязаны, координированы и регулируются нейрогормональными механизмами, придающими химическим процессам нужное направление.
В организме человека не существует самостоятельного обмена белков, жиров, углеводов и нуклеиновых кислот. Все превращения объединены в целостный процесс метаболизма, 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.

Согласно современным представлениям расщепление основных пищевых веществ в клетке представляет собой ряд последовательных ферментативных реакций, составляющих три главные стадии катаболизма. На первой стадии полимерные органические молекулы распадаются на составляющие их специфические структурные блоки — мономеры. Так, полисахариды расщепляются до гексоз или пентоз, белки — до аминокислот, нуклеиновые кислоты — до нуклеотидов и нуклеозидов, липиды — до жирных кислот и глицерина. Эти реакции протекают в основном гидролитическим путем и количество энергии, освобождающейся на этой стадии, не превышает 1% от всей выделяемой в ходе катаболизма энергии, и почти целиком используется организмом в качестве тепла.

На второй стадии катаболизма продуктами химических реакций становятся еще более простые молекулы, унифицированные для углеводного, белкового и липидного обмена. по своему типу (гликолиз, катаболизм аминокислот, β-окисление жирных кислот соответственно). Принципиальным является то, что на второй стадии катаболизма образуются продукты, которые являются общими для обмена исходно разных групп веществ. Эти продукты представляют собой ключевые химические соединения, соединяющие разные пути метаболизма. К таким соединениям относятся, например, пируват (пировиноградная кислота), образующийся при распаде углеводов, липидов и многих аминокислот, ацетил-КоА, объединяющий катаболизм жирных кислот, углеводов и аминокислот, a-кетоглутаровая кислота, оксалоацетат (щавелевоуксусная кислота), фумарат (фумаровая кислота) и сукцинат (янтарная кислота), образующиеся при трансформации аминокислот. Продукты, полученные на второй стадии катаболизма, вступают в третью стадию, которая известна как цикл трикарбоновых кислот (терминальное окисление, цикл лимонной кислоты, цикл Кребса).

На третьем этапе ацетил-КоА и некоторые другие метаболиты, например α-кетоглутарат, оксалоацетат, подвергаются окислению в цикле ди- и трикарбоновых кислот Кребса. Окисление сопровождается образованием восстановленных форм НАДН + Н+ и ФАДН2. Именно в ходе второй и третьей стадий катаболизма освобождается и аккумулируется в виде АТФ практически вся энергия химических связей подвергнутых диссимиляции веществ. При этом осуществляется перенос электронов от восстановленных нуклеотидов на кислород через дыхательную цепь, сопровождающийся образованием конечного продукта – молекулы воды. Транспорт электронов в дыхательной цепи сопряжен с синтезом АТФ в процессе окислительного фосфорилирования.

Главным катаболическим процессом в обмене веществ принято считать биологическое окисление — совокупность реакций окисления, протекающих во всех живых клетках, — а именно дыхание и окислительное фосфорилирование. Интегральной характеристикой биологического окисления служит так называемый дыхательный коэффициент (RQ), который представляет собой отношение объема выделенного организмом углекислого газа к объему одновременно поглощенного кислорода.

При окислении углеводов объем расходуемого кислорода соответствует объему образующегося углекислого газа и поэтому дыхательный коэффициент в этих случаях равен единице. При окислении жиров и белков такое соответствие отсутствует, поскольку кроме окисления углерода до углекислого газа часть кислорода расходуется на окисление водорода с образованием воды. Вследствие этого величины дыхательного коэффициента в случае окисления жиров и белков составляют соответственно около 0, 7 и 0, 8. Подавляющая часть белкового азота при окислении белка в организме переходит в мочевину. Поэтому по дыхательному коэффициенту и данным о количестве выделяемой мочевины можно определять соотношение участвующих в биологическом окислении углеводов, жиров и белков.

В процессе обмена веществ постоянно происходит превращение энергии: потенциальная энергия сложных органических соединений, поступивших с пищей, превращается в тепловую, механическую и электрическую. Энергия расходуется не только на поддержание температуры тела и выполнение работы, но и на воссоздание структурных элементов клеток, обеспечение их жизнедеятельности, роста и развития организма. Тем не менее, только часть получаемой при окислении белков, жиров и углеводов энергии используется для синтеза АТФ, другая, значительно большая, превращается в теплоту. Так, при окислении углеводов 22, 7% энергии химических связей глюкозы в процессе окисления используется на синтез АТФ, а 77, 3% в виде тепла рассеивается в тканях. Аккумулированная в АТФ энергия используемая в дальнейшем для механической работы, химических, транспортных, электрических процессов в конечном счете тоже превращается в теплоту. Следовательно, количество тепла, образовавшегося в организме, становится мерой суммарной энергии химических связей, подвергшихся биологическому окислению. Поэтому вся энергия, образовавшаяся в организме, может быть выражена в единицах тепла — калориях или джоулях.

Общий баланс энергии организма определяют на основании калорийности вводимых пищевых веществ и количества выделенного тепла, которое может быть измерено или рассчитано. При этом надо учитывать, что величина калорийности, получаемая при лабораторной калориметрии, может отличаться от величины физиологической калорической ценности, поскольку некоторые вещества в организме не сгорают полностью, а образуют конечные продукты обмена, способные к дальнейшему окислению. В первую очередь это относится к белкам, азот которых выделяется из организма главным образом в виде мочевины, сохраняющей некоторый потенциальный запас калорий. Очевидно, что калорическая ценность, дыхательный коэффициент и величина теплообразования для разных веществ различны. Физиологическая калорическая ценность (в ккал/г) составляет для углеводов — 4, 1; липидов — 9, 3; белков — 4, 1; величина теплообразования (в ккал на 1 литр потребленного кислорода) для углеводов составляет 5, 05; липидов — 4, 69; белков — 4, 49.

Процесс анаболизма по аналогии с катаболическими процессами также проходит три стадии. При этом исходными веществами для анаболических процессов служат продукты второй стадии и промежуточные соединения третьей стадии катаболизма. Таким образом вторая и третья стадии катаболизма являются в то же время первой, исходной стадией анаболизма и химические реакции, протекающие в данном месте и в данное время, выполняют по сути двойную функцию. С одной стороны, они являются основой завершающего этапа катаболизма, а с другой — служат инициацией для анаболических процессов, поставляя вещества-предшественники для последующих стадий ассимиляции. Подобным образом, например, начинается синтез белка. Исходными реакциями этого процесса можно считать образование некоторых a-кетокислот. На следующей, второй стадии в ходе реакций аминирования или трансаминирования эти кетокислоты превращаются в аминокислоты, которые на третьей стадии анаболизма объединяются в полипептидные цепи. В результате ряда последовательных реакций происходит также синтез нуклеиновых кислот, липидов и полисахаридов. Тем не менее следует подчеркнуть, что пути анаболизма не являются простым обращением процессов катаболизма. Это связано прежде всего с энергетическими особенностями химических реакций. Некоторые реакции катаболизма практически необратимы, поскольку их протеканию в обратном направлении препятствуют непреодолимые энергетические барьеры. Поэтому в ходе эволюции были выработаны другие, специфические для анаболизма реакции, где синтез олиго- и полимерных соединений сопряжен с затратой энергии макроэргических соединений, прежде всего – АТФ.

Статья добавлена 31 мая 2016 г.

В чём разница между метаболизмом, катаболизмом и анаболизмом? | Научпоп. Наука для всех

Задумывались ли вы когда-нибудь о том, какие процессы происходят внутри вашего организма? Большинство людей редко задается таким вопросом. Это и понятно, ведь многие из процессов, которые происходят в теле не требуют каких-то осознанных действий и контроля с нашей стороны, за исключением того, что мы сознательно можем есть пищу, пить воду, спать и избегать опасных или экстремальных ситуаций.

Итак, что же это такая таинственная сила, которая сопровождает нас от рождения и до смерти, делая все, чтобы мы жили и хорошо себя чувствовали? Все просто наш обмен веществ.

Про обмен веществ особенно часто можно слышать, когда речь заходит о вопросах связанных с потерей или набором веса и сжиганием жира. Некоторые люди жалуются на то, что не могут набрать вес в независимости от того, сколько они едят. Это они объясняют своим «супербыстрым метаболизмом».

Что такое метаболизм?

Метаболизм — это собирательное понятие, связанное с тысячами химических реакций, которые постоянно происходят в нашем организме. В первую очередь с теми, в результате которых происходит преобразование энергии, необходимой для нашего выживания и поддержания функций организма. Большинство из этих процессов направлены на достижение трех основных целей:

  • расщепление пищи, которую мы потребляем и получение полезной энергии для клеточных функций;
  • превращение расщепленной пищи в полезные молекулы, такие как липиды, углеводы, белки и нуклеиновые кислоты,
  • удаление из организма отходов.

На своем базовом уровне метаболизм можно разделить на два основных направления — катаболизм и анаболизм, которые мы объясним более подробно ниже.

Что такое катаболизм?

Проще говоря, катаболизм, также известный как деструктивный метаболизм, представляет собой процессов, в результате которых расщепляются молекулы пищи и жидкости, которые мы потребляем, в полезные формы энергии. Пища, которую мы едим, как правило состоит из овощей, фруктов, злаков, животных белков и т. д.

Но наш организм не может использовать пищу в такой форме. Поэтому катаболические процессы расщепляют биомолекулы на более мелкие составляющие, которые затем могут окисляться или использоваться в анаболических процессах (конструктивный метаболизм) для образования новых более крупных молекул. Самый главный катаболический процесс в организме — пищеварение! В процессе пищеварения большие молекулы распадаются на более мелкие, при этом выделяется энергия, которая может использоваться организмом.

Некоторые из основных катаболических процессов в организме это расщепление полисахаридов (гликоген, крахмал и т. д.) на моносахариды (фруктоза, глюкоза и т. д.), расщепление белков на нуклеиновые кислоты и расщепление нуклеиновых кислот на нуклеотиды.

Как и все, что происходит в организме, катаболические процессы должны регулироваться и контролироваться, поэтому катаболизм зависит от определенных гормонов, таких как адреналин, глюкагон, цитокины и кортизол. Эти гормоны так важны, поскольку они будут влиять на все — от вашего сердечного ритма и уровня поглощения кислорода до концентрации глюкозы в крови и эффективности взаимодействия между вашими клетками.

Когда гормоны активируются, то стимулируют распад доступных питательных веществ для производства энергии необходимой для функционирования организма. Например, когда вы сталкиваетесь с опасной ситуацией, то организм переключается в режим «сражайся или беги», после чего высвобождается адреналин, который ускоряет частоту сердечных сокращений, увеличивает способность легких поглощать кислород и стимулирует расщепление гликогена, который превращается в глюкозу — основную энергетическую единицу, которую организм сможет использовать для борьбы или бегства.

Что такое анаболизм?

Тогда как катаболические процессы считаются деструктивными формами метаболизма, то анаболические являются конструктивными формами. По другому анаболизм можно назвать биосинтезом, так как эти процессы синтезируют маленькие молекулы в более крупные и более сложные соединения, которые требуются организму. В больших масштабах результаты анаболизма можно наблюдать в процессе роста детей, в заживлении раны или увеличении мышц. На микроскопическом уровне анаболические процессы в клетках включают аминокислоты (мономеры), встраивающиеся в белки (полимеры).

Как и в случае с катаболизмом, анаболизм также контролируется или регулируется гормонами — прежде всего, гормоном роста, инсулином, тестостероном и эстрогеном и пр. Анаболические процессы в значительной степени стимулируются катаболическими процессами, так как организму требуются энергия и «материал» для работы и создания более сложных молекул.

Теперь, когда мы разобрались с некоторыми механизмами метаболизма, а именно: расщепление и образование различных молекул, необходимых для жизни, мы должны обратиться к одному из наиболее распространенных вопросов, связанных с метаболизмом — «скорости», с которой он работает.

Взаимосвязь анаболизма и катаболизма.

Взаимосвязь анаболизма и катаболизма.

Метаболизм и управление весом

Вы, наверное, слышали, что многие люди утверждают, что у них медленный или быстрый метаболизм, который, следовательно, влияет на размер их тела. Тем не менее, эти типы утверждений не подкреплены наукой, которая показала, что уровень метаболизма большинства людей на самом деле очень похож. Есть некоторые состояния, такие как заболевания щитовидной железы, которые замедляют или ускоряют обмен веществ и влияют на размер тела, но они встречаются относительно редко.

Факторы, которые влияют на ваш метаболизм, включают в себя комплекцию вашего тела, возраст и пол. Те люди, у которых больше мышечная масса, естественно, будут сжигать больше калорий, даже если они не тренируются. Как правило, у мужчин мышечная масса больше, чем у женщин, благодаря этому им легче сжигать калории и сбрасывать вес. Наконец, с возрастом уровень физической активности людей часто падает, как и мышечная масса, это затрудняет потерю веса.

Когда вы получаете энергию через употребление пищи, и организму не нужно использовать ее полностью, то она будет накапливаться в виде жира. Когда организму потребуется дополнительная энергия, то эти запасы будут использованы (катаболизм), что приводит к потере веса. Баланс того, что вы едите и насколько физически активны будет определять то, как вы сможете управлять своим весом.

При этом типы упражнений, которые вы выполняете, могут влиять на ваш вес:

Катаболические упражнения — это те, которые расщепляют жиры и сжигание калорий, такие как бег, аэробика, плавание, езда на велосипеде и т.д.
Анаболические упражнения — это упражнения, направленные на увеличение мышечной массы, например, поднятие тяжестей или тренировка с отягощениями.

≡ Восстановление обмена веществ и нормализация веса в г. Днепр

Для чего нужен метаболизм? Он позволяет нашему телу расти, размножатся, заживлять повреждения и реагировать на окружающую среду. Но более распространённое выражение метаболизма — называют процесс переработки употребляемой человеком пищи. Этот процесс делится на анаболизм и катаболизм.

Анаболизм — процесс биосинтеза в результате которого, из простых веществ (молекул) образуются более сложные вещества (например, мышечные волокна). Очень энергетически затратный процесс.

Катаболизм — это процесс, наоборот, когда происходит распад сложных веществ на простые элементы, а также выделяется необходимая энергия.

Анаболизм и Катаболизм не могут существовать друг без друга. Если мы тратим такое же количество энергии, что получаем из пищи, у нас не появится проблем ни с весом, ни с общим здоровьем. Причем нарушение этого баланса в какую-то из сторон одинаково вредно. Когда количество съеденных калорий больше, чем количество затраченных, мы постепенно оплываем жирком в неположенных местах. Когда же калорий слишком мало, начинает разрушаться организм, пытаясь найти энергию для своей жизнедеятельности. И хорошо если он берёт энергию из жировых отложений. Хуже будет тогда, когда начинает разрушаться мышечная ткань. Чтобы вы знали. Небольшая часть полученной и нерастраченной энергии складывается в виде углевода гликогена – источника энергии для активной работы мышц. Он запасается в самих мышцах и печени. Остальное накапливается в жировых клетках. Причём для их образования и жизни требуется гораздо меньше энергии, чем для постройки мышц или костей. Даже если вы двигаетесь очень много, нужно, так или иначе, следить за потребляемыми калориями, чтобы их не оказалось больше положенного.
Как метаболизм связан с массой тела? Можно сказать, что вес тела — это катаболизм минус анаболизм. Другими словами, разница между количеством поступившей в организм энергии и использованной им.

Несложный пример: съедаете бутерброд (колбаса с хлебом, самый простой) и ложитесь на диван. Из хлеба и колбасы организм получил жиры, белки, углеводы и 140 ккал. При этом лежащее тело потратит полученные калории только на расщепление съеденной пищи и немного на поддержание функций дыхания и кровообращения – около 50 ккал в час. Остальные 90 ккал превратятся в 10 г жира и отложатся в жировое депо. Если же любитель бутербродов выйдет на спокойную прогулку, полученные калории организм потратит примерно за час.

Нормализация веса в клинике Health Partner

«Хороший» и «плохой» метаболизм? Исследования показали, что замедленный метаболизм наблюдается при ряде заболеваний, например, гипотиреозе — недостатке гормона щитовидной железы. Тогда как у большинства людей с лишним весом наблюдается энергетический дисбаланс. То есть энергии в организм поступает гораздо больше, чем её нужно на самом деле. И именно она складируется про запас Поэтому и стоит задуматься о восстановление обмена веществ и нормализации веса.

Статьи расхода калорий

Чтобы расход и получение калорий держать под контролем, стоит помнить основные направления дополнительных энергозатрат.

  • Чем выше масса тела, тем больше калорий ему требуется. Но, как мы знаем, жировой ткани надо совсем мало энергии для жизни, а вот мышечная потребляет достаточно. Поэтому 100-килограммовый культурист потратит как минимум в два раза больше калорий на ту же работу, что и его 100 — килограммовый ровесник с неразвитыми мышцами и высоким процентом жира.
  • Чем старше становится человек, тем выше у него разница между поступлением энергии и её тратами за счёт гормонального дисбаланса и резкого снижения физической активности.
  • В метаболизме мужского организма активно участвует гормон тестостерон. Это настоящий естественный анаболик, заставляющий организм тратить энергию и ресурсы на выращивание дополнительных мышц. Именно поэтому мышечная масса у мужчин обычно гораздо выше, чем у женщин. А поскольку на поддержание жизнедеятельности мышц требуется гораздо больше энергии, чем для сохранения жира, то мужчина и женщина одного роста и веса тратят неодинаковое количество калорий на одни и те же действия. Проще говоря: мужчины больше тратят энергии, им требуется больше еды, а при желании они гораздо быстрее худеют.

Простая формула расчёта калорий Для мужчины: (9,99 умножить на вес в кг) + (6,25 умножить на рост в см) — (4.92 умножить на возраст в годах) + 5 = ;
Для женщины: (9,99 умножить на вес в кг) + (6,25 умножить на рост в см) — (4,92 умножить на возраст в годах) — 161 = .
Чтобы было понятно, как считать, возьмём женщину 30 лет весом 70 кг и ростом 160 сантиметров: (9,99×70) + (6,25×160)— (4,92×30) – 161 = (699,3 + 1000 – 196,8— 161) = 1390,7 ккал— это то количество калорий, меньше которого давать организму нельзя, иначе метаболизм начнёт замедляться в целях сохранить энергию, так как для него наступают голодные дни, а значит, пора делать запасы.

Восстановление обмена веществ в частной клинике

Как влияют физические нагрузки и спорт на нормализацию метаболизм и восстановление обмена веществ? Нередко те, кому нужна нормализация веса,  идут в тренажерный зал, начинают активно заниматься спортом, чтобы увеличить энергозатраты и таким путём избавиться от лишних килограммов. Чтобы вес и объёмы успешно покидали ваше тело, важно владеть информацией, как различные виды физической нагрузки воздействуют на организм. Клиника в г. Днепр знает как помочь Вам для нормализация веса и восстановления обмена веществ.

Физические нагрузки состоят из двух основных видов: аэробные и анаэробные. К первым относят бег, интенсивную ходьбу, различные виды танцев, аэробику, велосипед, ко вторым относят тренировки с различными отягощениями. С их помощью тратится много калорий, так как обычно они проводятся интенсивно, расход энергии происходит, даже когда вы уже не тренируетесь, во сне, в том числе. Однако чтобы такие чудеса происходили, нужно иметь мышцы, привычные к нагрузкам, чтобы в течение определённого времени проводить подобную тренировку. Занимаясь, например, бегом, хороших результатов вряд ли можно добиться, если мышечный корсет развит слабо. Чтобы исправить ситуацию и развить мышечный корсет, стоит сначала заняться анаэробными, силовыми упражнениями, а уже потом подключить аэробные. У кого же мышечный корсет уже достаточно развит, чтобы создать красивую фигуру и укрепить здоровье, хорошо подойдёт сочетание силовых и аэробных нагрузок. Они обе приводят к расходу калорий, вот только происходит это разными способами.

Немного о питании и диетах Для того чтобы ускорить свой метаболизм необходимо изменить подход к своему питанию. А это значит, что необходимо убрать определённые продукты из своего рациона, которые просто делают «помойку» из вашего организма и начать есть больше. Не нужно искать какую-то особую, строгую и убийственную диету. Достаточно начать питаться дробно (небольшими порциями) и часто (5-6 приёмов пищи в день). Не забываем при этом подсчитывать калории. Ни в коем случае нельзя допускать голода для организма.

Важно! Для восстановление обмена веществ, ограничьте сладкие и жирные продукты, полуфабрикаты в первую очередь. Более подробно о том, отчего следует по возможности избавиться в своём рационе, вы можете прочитать в нашей статье или.

Несколько советов по ускорению метаболизма.

  • Чистая вода. Пейте больше простой и чистой воды. Благодаря этому вы сможете контролировать свой аппетит и включать накопленные жировые отложения в обменные процессы.
  • Стабильный сон. Очень важно для отличного обмена веществ спать 7-8 часов в сутки. Желательно, чтобы сон был в период с 22:00-23:00 до 05:00-06:00. Самое оптимальное время, для выработки, например, мелатонина (гормон жизни и долголетия).
  • Стрессы. Постарайтесь максимально избавиться от стрессов. Стресс, влияет на наш организм не очень положительно изменяя наш гормональный фон. При сильном стрессе вырабатывается кортизол, который разрушающие действует на вашу мышечную ткань.
  • Контрастный душ — очень хороший помощник в ускорении вашего метаболизма.
  • Спорт. Займитесь своим телом. Измените свой образ жизни. Просто начните заниматься ходьбой, бегом, делать базовые упражнения (отжимания, приседания, подтягивания) обязательно начните делать растяжку или займитесь йогой. Если вас это все бесит, начните хотя бы ежедневно танцевать.
  • Ешьте фрукты богатые витамином С и овощи богатые клетчаткой. Все фрукты и цитрусовые, содержащие в больших количествах витамин С, в частности, это касается ананасов, кислых ягод, киви, зелёных яблок, способствуют улучшению пищеварительного процесса, помогают сжигать жиры и ускорять метаболизм. А богатые клетчаткой овощи будут помогать лучше работать кишечнику и желудку. Быстро наполняя желудок, они на продолжительное время дают ощущение сытости.
  • И наконец для ленивых , Health partner предлагает программы : Health, Детокс, Антистресс, Релакс, которые не только нормализуют метаболизм , но и помогают адекватно привести в порядок физическое и психическое здоровье.

Как ускорить метаболизм? I 15 советов

Вы много тренируетесь в зале, но не замечаете никаких изменений в своем теле? В своем стремлении похудеть вы дошли до того момента, когда вес застрял и стрелка весов не сдвигается дальше? Чтобы добиться желаемых результатов, вы можете повлиять на скорость метаболизма, и есть много способов, которые позволят вам сделать это.

На скорость вашего метаболизма могут влиять еда и напитки, упражнения и ваш образ жизни. В этой статье мы подробно разберем каждый пункт и расскажем вам, каким образом вы можете сдвинуться с мертвой точки и начать прогрессировать. 

Продукты, которые ускоряют метаболизм


1. Калории


Это может прозвучать нелогично, однако ваше тело нуждается в топливе (калориях), чтобы сжигать его (те же калории). Чтобы двигаться вперед, функционировать, вашему телу необходимо топливо, так же как и двигателю вашего автомобиля. Если вы потребляете слишком мало калорий, ваш организм начинает «думать», что ему не хватает топлива. В этом случае он начнет принимать меры для сохранения энергии (в виде жира) и сжигать мышцы. Виновниками замедления скорости метаболизма являются и лишний жир, и потеря мышечной массы. Поэтому убедитесь, что вы даете своему организму достаточно еды. Лучший способ контролировать потребление калорий — это выбор качественных калорий из калорийной пищи.

2. Белки


Сухая масса тела (мышцы) в состоянии покоя сжигает больше калорий, чем жировые отложения в теле. Важно поддерживать мышечную массу с помощью упражнений и достаточного количества потребляемых калорий. Важным условием поддержания мышц является получение достаточного количества белка.

Наши мышцы постоянно разрушаются и восстанавливаются. Включение в рацион белка является лучшим способом обеспечения мышц необходимым материалом для их восстановления и поддержки в течение долгого времени.

Белок содержится в таких продуктах, как курица, фасоль, яйца и йогурты. Если же вам строго необходимо получать определенное количество белка, то протеиновые коктейли — самый удобный и надежный способ быстро получить его в нужном количестве.

3. Жиры


Жиры заставляют пищу перевариваться медленнее — вы будете дольше ощущать чувство сытости после еды. Однако есть определенные виды жиров, которые являются предпочтительными источниками энергии. Они могут ускорить ваш метаболизм.

Среднецепочечные триглицериды (MCT) являются особым видом жирных кислот. Это вид насыщенных жиров, отличным источником которых является кокосовое масло. Исследования показали, что они увеличивают скорость обмена веществ. Энергия, выделяющаяся при расщеплении среднецепочечных триглицеридов, не накапливается, а сразу же используется организмом.  

Молочные продукты содержат меньшее количество МСТ, однако, включив их в рацион, наравне с белком вы получите и некоторое количество среднецепочечных триглицеридов. В качестве дополнительного продукта можно принимать и масло МСТ.

4. Специи


С помощью специй можно придать любой еде дополнительный вкус и аромат, не добавляя при этом калорий. Многие специи обладают способностью ускорять метаболизм! Доказано, что капсаицин, содержащийся в остром перце, способствует сжиганию калорий.

Если вы не переносите острую пищу, обратите внимание на черный перец, корицу, куркуму, кардамон и имбирь — они обладают теми же преимуществами. Вы сможете в два раза ускорить метаболизм, если будете комбинировать эти специи с продуктами с высоким содержанием белка. 

5. Клетчатка


Клетчатка обладает множеством преимуществ — она улучшает пищеварение, поддерживает здоровье сердца, вызывает ощущение сытости и предупреждает переедание. Клетчатка также может оказаться полезной, если вы желаете ускорить метаболизм. Клетчатка — это углеводы растительного происхождения, которые не могут перевариваться и усваиваться организмом для получения калорий. Так что можно утверждать, что клетчатка не содержит калорий. 

И все же, организм пытается ее переварить и в процессе сжигает калории. На этом процессе основывается идея о «чистых углеводах» и продуктах, которые, по мнению людей, содержат «отрицательные калории».

Хотя клетчатка и не является чудо-продуктом, все же ее потребление является отличным решением, если вы хотите увеличить количество сжигаемых калорий. Кроме того, потребление в пищу клетчатки в целом принесет дополнительную пользу для вашего здоровья.

Такие продукты, как фасоль и чечевица, богаты клетчаткой, и их определенно стоит включить в свой рацион. Если вы хотите удовлетворить потребности своего организма в клетчатке, вы можете воспользоваться некоторыми продуктами, к примеру, производства Myprotein.  

6. Витамины и микроэлементы


Метаболизм, или расщепление пищи для получения энергии и удаления отходов, происходит на фоне множества различных химических реакций в организме. Углеводы, жиры и белки расщепляются разными путями, и каждый макроэлемент требует определенных витаминов и минералов.

К примеру, у многих людей с избыточным весом и метаболическим синдромом часто отмечается хронический недостаток витамина D. 

Как же обеспечить себя достаточным количеством всех витаминов и минералов, которые необходимы нам для поддержания здоровья? Нужно соблюдать разнообразную диету, в которую включены только полезные продукты. 

Фрукты и овощи содержат много различных витаминов и минеральных веществ, как и продукты животного происхождения. Самый простой способ обеспечить себя всеми необходимыми веществами —  это «съесть радугу», то есть фрукты и овощи разного цвета. Они содержат разные витамины и микроэлементы. Если у вас нет возможности каждый день покрывать суточную потребность в витаминах, подумайте о приеме поливитаминов. Вы будете уверены в том, что обеспечили организм всеми необходимыми питательными веществами. 

Напитки, которые ускоряют метаболизм

7. Вода


Достаточная гидратация является ключевым условием для протекания всех физиологических процессов в организме, и обмен веществ не исключение. В здоровых клетках содержатся питательные вещества и вода, необходимые для их функционирования. Обильное питье помогает не только поддержать гидратацию, не добавляя при этом калорий, но и предотвращает переедание, поскольку иногда жажду можно принять за голод, и в результате получить калории, которых можно было бы избежать. 

Некоторые исследования даже показали, что при увеличении потребления воды наблюдалось ускорение липолиза (процесса сжигания жира). Для получения максимальной пользы отдавайте предпочтение простой воде, и по возможности избегайте сладких напитков.

8. Кофе


Кофе — это не только отличный способ получения утреннего заряда бодрости, его также можно использовать, если хотите ускорить сжигание калорий. Кофе часто используют в качестве ноотропов (это нейрометаболические стимуляторы) для улучшения когнитивных функций, повышения внимания и концентрации. Исследования показали, что кофе и сам по себе стимулирует метаболизм, однако кофеин также используется в качестве эргогенного средства для повышения скорости и силы.

Если вы справляетесь с тяжелыми тренировками и бросаете вызов своим мышцам, со временем вы добьетесь увеличения мышечной массы, что, конечно, означает ускорение метаболизма; влияние кофеина увеличивается вдвое.  

9. Чай


Зеленый чай  — еще один ноотроп, который также применяют для ускорения метаболизма. Многие виды чая, помимо кофеина, содержат различные растительные соединения, которые по-разному влияют на метаболизм.

В чае содержатся мощные растительные соединения, катехины и EGCG (эпигаллокатехин-3-галлат), которые могут помочь улучшить концентрацию, внимание и обмен веществ.

Упражнения, которые ускоряют метаболизм


10. HIIT


Отличный способ внести изменения в свою обычную кардиотренировку — это добавить интервальные тренировки высокой интенсивности, или HIIT. Вы можете чередовать периоды очень интенсивной тренировки с периодами восстановления. Вы можете использовать HIIT по-разному: выполнять упражнения с собственным весом, например, прыжки Джека или «Альпинист», любые традиционные кардиоупражнения, такие как бег трусцой, езда на велосипеде, гребля, плавание.

Чередование кардио с постоянной нагрузкой с HIIT-сессиями на протяжении всей тренировки заставит ваши мышцы работать интенсивнее и сжигать больше калорий даже после того, как вы завершите тренировку. Многие исследования показали, что такой вид тренировок помогает ускорить метаболизм и способствует снижению веса.

11. Силовые тренировки


Вы, наверное, слышали, что мышечная ткань сжигает больше калорий, чем жировая, и это правда. Нашим мышцам требуется больше калорий (и белка) даже в состоянии покоя, и это количество калорий определяет показатель «метаболизма в состоянии покоя».

Работа с весами и наращивание мышечной массы — вероятно, самый простой способ ускорения метаболизма. Ваше тело будет сжигать больше калорий, даже когда вы спите. Здесь играют роль и другие факторы, о которых мы упоминали ранее: чтобы правильно тренироваться и получать пользу от занятий, вам нужно хорошо питаться, поддерживать гидратацию и эффективно тренироваться.

12. Вносите разнообразие в тренировки


У вас уже установлен определенный распорядок дня и расписаны тренировки. Вам может показаться смешной идея поменять распорядок и внести в него изменения. Однако ключом к дальнейшему прогрессу является вызов, который вы должны бросить своему телу. Если на каждой тренировке вы привыкли работать с одним и тем же весом, выполнять одинаковое количество повторений, со временем вам будет легче адаптироваться. Поэтому важно добиваться прогресса.

Если вы будете подвергать свое тело новым испытаниям, изменяя сопротивление, количество повторений или даже вид упражнений (как насчет плавания вместо бега?), вы сможете сделать свои тренировки интересными и адаптировать свое тело. Это также приведет к увеличению скорости обмена веществ.

Привычки, которые ускоряют метаболизм

13. Стоять, а не сидеть


Этот совет может показаться вам слишком простым, однако, если по возможности вы будете стоять вместо того, чтобы сидеть, ваше тело будет сжигать больше калорий. Когда мы стоим, чтобы оставаться в вертикальном положении, мы задействуем самые большие мышцы нашего тела (мышцы ног) и кора. 

Задействование этих мышц с течением времени требует больших усилий, и если сравнить выполнение одного и того же действия стоя и сидя, в течение длительного времени вы сожжете больше калорий, если будете стоять. Если вы хотите внести простые изменения в свою повседневную жизнь, то этот способ может стать тем самым решением. Особенно, если вы работаете из дома, за компьютером, вы можете некоторое время постоять за рабочим столом. Так вы будете держать мышцы в напряжении, пока работаете.

14. Здоровый сон


Нужно помнить, что правильное восстановление может быть так же важно, как и правильно подобранные упражнения для мышц. Без полноценного отдыха и качественного сна наши мышцы не могут быстро восстановиться, а значит не смогут работать в полную силу во время следующей тренировки.

Восьмичасовой сон является стандартным требованием, поэтому определите для себя время отхода ко сну и установите здоровый режим сна. Как минимум за час до отхода ко сну исключите «экранное время», создайте тихую обстановку, с приглушенным светом. Ваша спальня должна быть местом, располагающим ко сну и отдыху.

Здоровый сон означает улучшение состояния мышц и их рост, а это, в свою очередь, приводит к ускорению метаболизма.

15. Управление стрессом


Наличие здоровых механизмов управления стрессом — еще один ключ к здоровому метаболизму. Когда вы длительное время испытываете хронический стресс и не можете с ним справиться, это может повлиять на ваши гормоны и привести к замедлению скорости метаболизма и возможно, к набору веса.

Здоровый сон, тренировки и полезное питание — отличное начало, но подумайте и о других способах борьбы со стрессом. Практикуйте осознанность, медитацию, доверьтесь другу или члену семьи. Способность справляться с трудными ситуациями и психологическая устойчивость так же важны, как и физическая сила.

Заключение


Есть несколько способов, которые могут помочь ускорить метаболизм. Одним из способов, который может заставить организм сжигать больше калорий, является наращивание мышц — сухая мышечная масса требует больше калорий. Изменения в рационе и в привычках также внесут свой вклад в метаболизм. Воспользуйтесь нашими советами, и с течением времени вы обязательно увидите результат. 

Перевод: Фарида Сеидова

Статьи на нашем сайте представлены только в просветительских и информационных целях. Мы не рекомендуем использовать материалы статей в качестве медицинских рекомендаций. Если вы решили принимать биодобавки или внести основательные изменения в свой рацион, предварительно проконсультируйтесь со специалистом.

Понравилась статья? Мы подобрали для вас похожие статьи:

Добавки

Протеин для набора мышечной массы I Какой выбрать?

Какой протеин для роста мышц подходит вам лучше всего и как его принимать? Виды протеина для наращивания мышц.

2020-08-21 11:40:08 • Claire Muszalski

Тренировки

Как накачать мышцы груди и спины? I 6 упражнений

Наращивание мышц не должно быть сложным. А тренировка, которую мы вам предлагаем, — отличный выбор для начинающих.

2020-01-16 08:15:55 • Isaac Syred

Тренировки

Как избавиться от жира? I 6 упражнений с собственным весом

Эта тренировка разработана для работы над всеми мышцами. Она может помочь вам нарастить мышцы и избавиться от упрямого жира.

2020-01-24 07:37:40 • Isaac Syred

Что нужно знать о метаболизме

Метаболизм, или обмен веществ, — это процесс превращения калорий потребляемых продуктов в энергию для жизнедеятельности организма. На метаболизм влияет ряд факторов — индивидуальная способность усвоения пищи, диета, уровень физической нагрузки, психоэмоцинальное состояние, сон. Чем размереннее образ жизни, тем стабильнее и правильнее работает ваш обмен веществ. «Наше тело постоянно обновляется, совершает какую-то работу, строятся новые клетки и напрягаются мышцы, для всего этого нужна энергия, которую мы получаем за счет расщепления энергетического топлива (креатинфосфата, гликогена, жиров и аминокислот). Все это формирует метаболизм, который принято разделять на обмен веществ покоя (базальный — расход энергии в состоянии покоя) и обмен веществ движения (дополнительный — расход энергии при выполнении какой-либо работы)», — объясняет Александр Мироненко, фитнес-директор клуба «Секция».

«Метаболизм в биохимическом смысле — это цепочка превращений веществ до того состояния, когда их может принять клетка. Они включают в себя реакции синтеза новых соединений — анаболизм. Например, мышечной ткани из аминокислот. А также реакции распада — катаболизм. Например, окисление жиров до углекислого газа и воды. В организме каждую секунду что-то распадается и создается заново. От 10 до 20 килограммов тканей в теле человека собирается заново за сутки, что поразительно», — рассказывает Екатерина Бузина, врач-эндокринолог клиники Юлии Щербатовой.

Метаболизм у всех разный, потому что мы все очень разные не только по антропометрическим, биохимическим, психологическим, физиологическим параметрам, но и по образу жизни, пищевым и поведенческим привычкам. «На метаболизм влияет здоровье клеток и органов, участвующих в обмене (это печень, почки, поджелудочная железа, желудок, кишечник), состояние ферментной системы и гормональный статус. С возрастом здоровье обычно портится и метаболизм замедляется. При нарушении функций печени, например, хуже выводятся токсины и меньше жира организм может окислить. Нарушения в работе поджелудочной железы ведут к сложностям с усвоением сахара, высокому уровню инсулина и накоплению жировой массы, — говорит Екатерина Бузина. — Метаболизм замедлен, когда при неизменном образе жизни и питании человек вдруг начинает медленно, но неуклонно набирать вес, привычные продукты перестают усваиваться и вызывают неприятные симптомы ЖКТ и аллергические реакции».

«Например, на базальный метаболизм невозможно влиять, это генетика. Ускорить метаболизм можно правильными нагрузками и едой — это кардиотренажеры, плавание, игровые виды спорта, дробное питание, большое количество белка, кофе и зеленый чай», — говорит доктор Леонид Элькин.

Малоподвижный образ жизни, неправильное питание, несоблюдение питьевого режима, плохое настроение часто приводят к низкому уровню обмена вещества. «О нарушении обмена веществ свидетельствует сонливость после еды, состояние тяжести и вздутия живота, постоянное ощущение усталости и бессонница и отсутствие ощущения свежести после сна. Это явные сигналы о том, что пора пересмотреть свой образ жизни», — предупреждает Ксения Трушакова, преподаватель аштанга-йоги и основатель студии Yoga Space.

 

Не существует понятий быстрый или медленный метаболизм, скорее имеет место индивидуальная способность организма усваивать питательные вещества и выводить продукты жизнедеятельности из организма. «Нормализовать пищеварение и ускорить метаболизм возможно однодневным голоданием на овощных и несладких фруктовых соках раз в одну-две недели. Растительная пища, богатая клетчаткой, пряности и специи, стабильные и регулярные тренировки два-три раза в неделю вроде плавания, бега и йоги благотворно влияют на процесс нормализации пищеварения, — советует Ксения Трушакова. — Очень важно, чтобы тренировки не были изнуряющими, от которых вы „валитесь с ног“, а давали ощущение подъема и энергии и приятную легкую усталость в мышцах, которая бы проходила на следующий день».

«Выбор типа тренировок зависит от уровня подготовленности, состояния здоровья, индивидуальных психологических предпочтений и физических возможностей. Самыми эффективными тренировками для коррекции фигуры, нормализации гормонального фона, снятия стресса и ускорения метаболических процессов в организме принято считать высокоинтенсивные интервальные тренировки (ВИИТ), — рассказывает фитнес-директор клуба «Секция». — Многочисленные научные исследования показывают, что ВИИТ более эффективны для уменьшения процента жировой составляющей тела, способствуют „разгону“ обмена веществ, активируют работу эндокринной системы. Во время ВИИТ сжигается большое количество калорий, но еще больше энергетических трат происходит после занятия».

На метаболизм также положительно влияет коррекция гормонального статуса, важен нормальный уровень железа. «Основным виновником в избыточном накоплении жировой массы является инсулин. Он подавляет расщепление жира и повышает его синтез. Энергетический расход возрастает из-за тестостерона, ДГЭА (стероидный андрогенный гормон), кортизола, гормона роста. Компенсация дефицитов этих гормонов и снижение инсулина позволят повлиять на метаболические процессы, снижать жировую массу и увеличивать мышечную, — объясняет врач-эндокринолог клиники Юлии Щербатовой. — Очень важно провести диагностику на витамины и минералы. Например, жир не сгорит, если эритроцит крови не принесет кислород. За перенос кислорода эритроцитом отвечает железосодержащая часть. Железо — основной элемент, влияющий на процессы метаболизма».

What is Metabolism? | Protocol (Translated to Russian)

7.

1: Что такое метаболизм?
Обзор

Метаболизм представляет всю химическую активность в клетке, включая реакции, которые строят молекулы (анаболизм) и те, которые разбивают молекулы вниз (катаболизм). Анаболические реакции требуют энергии, в то время как катаболические реакции обеспечивают его. Таким образом, метаболизм описывает, как клетки преобразуют энергию через различные химические реакции, которые часто становятся более эффективными с помощью ферментов.

Метаболизм – это сумма всех химических реакций, которые происходят в организме

Метаболизм является управление энергией в клетках и обеспечивает три ключевые функции:

  1. преобразование пищи в энергию для запуска различных клеточных процессов,
  2. производство энергии для создания клеточных компонентов, и
  3. удаление отходов.

Для получения энергии макромолекулы из пищи должны быть разбиты на более мелкие молекулы – через катаболический путь. Это, в свою очередь, дает энергию для построения больших молекул из небольших строительных блоков через анаболический путь. Другими словами, потенциальная энергия в пище, состоящая из химической энергии, хранящейся в связях между атомами, может быть преобразована в кинетическую энергию, которая может быть использована для клеточных реакций. Ферменты являются важными молекулярными инструментами в метаболических путей, так как они значительно ускорить многие химические реакции за счет сокращения количества необходимой энергии.

Катаболические пути разбиваются молекулы и высвобождают энергию

Катаболизм является распад макромолекул для любых целей. Это включает в себя деградацию молекул пищи в меньшие молекулы, которые могут быть использованы в качестве строительных блоков, процесс, который высвобождает энергию, которая передается в АТФ. Переваривание белка является примером катаболизма. Для того, чтобы организм использует белок, который мы едим, он должен быть разбит из больших белковых молекул на более мелкие полипептиды, а затем на отдельные аминокислоты.

Избыток аминокислот, которые разбиты для удаления релиз, азотсодержащих аммиака. Этот аммиак является токсичным на высоких уровнях, и, таким образом, должны быть преобразованы в более безопасную форму, что организмы могут обрабатывать и распоряжаться. У людей аммиак сочетается с углекислым газом и преобразуется в мочевину, прежде чем быть выведенным из организма в виде мочи. Другие организмы используют различные виды азотных отходов, таких как мочевая кислота у птиц и рептилий. По сравнению с мочевиной, мочевая кислота требует гораздо меньше воды, чтобы быть освобождены из организма и, следовательно, имеет адаптивное значение определенных условий.

Анаболические пути синтезируют сложные молекулы

Анаболические пути строят большие молекулы из небольших молекул строительного блока, используя энергию (в виде АТФ). Например, белковая анаболия включает в себя нанизывания аминокислот для формирования полипептидов. Синтезированные полипептиды затем складываются в трехмерные белковые структуры. Избыток аминокислот может быть использован для того чтобы сделать триглицериды и хранить как сало, или преобразован в глюкозу и использован для того чтобы сделать ATP. Таким образом, как анаболические, так и катаболические пути необходимы для поддержания энергетического баланса.

Другим, менее известным примером анаболизма является производство конденсированных танинов в семенах. Семена, которые едят животные могут быть защищены от пищеварения, если их семена пальто содержат темного цвета, сгущенные дубильные вещества. Растения производят танины, связывая молекулы антоциана, используя те же реакции обезвоживания, используемые для создания полипептидов.


Литература для дополнительного чтения

Heindel, Jerrold J., Bruce Blumberg, Mathew Cave, Ronit Machtinger, Alberto Mantovani, Michelle A. Mendez, Angel Nadal, et al. “Metabolism Disrupting Chemicals and Metabolic Disorders.” Reproductive Toxicology (Elmsford, N.Y.) 68 (2017): 3–33. [Source]

Lam, Yan Y., and Eric Ravussin. “Analysis of Energy Metabolism in Humans: A Review of Methodologies.” Molecular Metabolism 5, no. 11 (September 20, 2016): 1057–71. [Source]

Какая разница? — Клиника Кливленда

Анаболизм и катаболизм могут звучать как супергерои из любимого телешоу вашего ребенка, но на самом деле эти термины пришли из мира здоровья. Врачи, диетологи, тренеры по здоровому образу жизни и бодибилдеры используют свое понимание этих двух функций для создания планов диеты и упражнений, которые могут повлиять на ваш метаболизм (как ваше тело использует энергию) и, в конечном счете, на ваше общее состояние здоровья.

Cleveland Clinic — некоммерческий академический медицинский центр.Реклама на нашем сайте помогает поддерживать нашу миссию. Мы не поддерживаем продукты или услуги, не принадлежащие Cleveland Clinic. Политика

Но что такое анаболизм и катаболизм? Зарегистрированный диетолог Энтони ДиМарино объясняет, как работают эти процессы, и дает несколько полезных советов, чтобы ваш метаболизм работал на полной скорости.

Что такое катаболизм?

Когда вы думаете о катаболизме, подумайте о пищеварении, — говорит ДиМарино. Этот процесс берет более крупные структуры, такие как белки, жиры или ткани, и разбивает их на более мелкие единицы, такие как клетки или жирные кислоты.

Катаболизм происходит, когда вы перевариваете пищу. Например, это процесс, при котором кусок хлеба растворяется в простых питательных веществах, которые может использовать ваше тело, таких как глюкоза (сахар в крови). И если ваше тело не получает пищу и питательные вещества, необходимые ему для повседневной жизни, катаболизм — это механизм, который расщепляет мышцы и жир для получения энергии.

Что такое анаболизм?

Анаболизм противоположен катаболизму: это механизм, который берет более мелкие единицы, такие как питательные вещества, клетки или аминокислоты, и связывает их вместе для создания более крупных структур.

«Один из примеров анаболизма в действии — когда ваше тело пытается залечить порез. Он добавляет ткани и структуры вокруг этой раны», — объясняет ДиМарино. «Это также процесс, связанный с ростом ребенка и укреплением мышц».

Как гормоны влияют на анаболизм и катаболизм?

Гормоны действуют как посыльные, говоря вашему телу, какие функции выполнять. Они запускают анаболизм и катаболизм.

Катаболические гормоны часто активизируются при стрессе, например, когда у вас есть реакция «бей или беги».В том числе: 

  • Адреналин.
  • Кортизол.
  • Глюкагон.
  • Цитокины.

Анаболические гормоны отвечают за рост и восстановление тканей. В том числе: 

Могу ли я контролировать свой метаболизм?

Множество неконтролируемых факторов, включая возраст, пол и генетику, управляют вашим метаболизмом. Но, говорит ДиМарино, вы можете положительно влиять на гормоны, которые играют роль в анаболизме и катаболизме, с помощью следующих здоровых привычек: 

  • Ешьте высококачественные белки, жиры и углеводы.
  • Избегайте обработанных пищевых продуктов.
  • Ограничьте потребление алкоголя и избегайте курения и употребления психоактивных веществ.
  • Спите не менее семи часов в сутки.
  • Найдите здоровые способы снятия стресса.
  • Пейте много воды, чтобы избежать обезвоживания.
  • Регулярно делайте физические упражнения.

Как пища влияет на анаболизм и катаболизм?

Катаболизм работает независимо от того, что вы даете своему телу, утверждает ДиМарино. Он расщепляет пищу, независимо от того, вредная она или питательная.Что не использует для энергии сейчас, то откладывает на потом (привет, лишние килограммы).

Но анаболизм совсем другой. Он функционирует должным образом только тогда, когда вы получаете достаточно питательных веществ из таких продуктов, как овощи, фрукты и нежирное мясо. Вашему телу нужны высококачественные строительные блоки для исцеления, восстановления и роста.

Что лучше для похудения: анаболические или катаболические тренировки?

Различные виды упражнений считаются анаболическими или катаболическими, в зависимости от того, используют ли они энергию для создания или разрушения чего-либо.

  • Анаболические упражнения  включают упражнения с отягощениями, такие как поднятие тяжестей, отжимания и приседания. Выполнение этих упражнений требует очень небольшого потребления кислорода и энергии во время занятия (хотя может показаться, что оно использует много!). Однако этот тип упражнений вызывает крошечные разрывы мышечных волокон. После этого ваше тело тратит больше энергии на восстановление и укрепление тканей.
  • Катаболические упражнения включают аэробные упражнения, такие как бег, плавание и езда на велосипеде.Им требуется больше кислорода и энергии — сжигание глюкозы и жира — во время самой деятельности.

«Проведено много исследований о том, какие упражнения лучше всего подходят для похудения. Сердечно-сосудистые тренировки (катаболические) отлично подходят для быстрого сжигания большого количества калорий. Но упражнения с весовой нагрузкой (анаболические) производят эффект дожигания, используя больше калорий в течение более длительного периода для восстановления мышц», — сообщает ДиМарино. «Мы обнаружили, что сочетание анаболических и катаболических тренировок наиболее эффективно.”

Анаболизм и катаболизм являются важными частями вашего метаболизма. Они подпитывают вашу повседневную деятельность, от бега до заживления пореза бумагой. Лучший способ поддержать эти процессы и ускорить метаболизм — это принять здоровые привычки. Таким образом, вы будете в лучшей форме, чтобы справиться с тем, что жизнь преподносит вам.

Метаболизм (для подростков) — Nemours KidsHealth

Что такое метаболизм?

Метаболизм (произносится: мех-ТАБ-э-лиз-ум) — это химические реакции в клетках организма, которые превращают пищу в энергию.Наше тело нуждается в этой энергии, чтобы делать все, от движения до мышления и роста.

Специфические белки в организме контролируют химические реакции метаболизма. Одновременно происходят тысячи метаболических реакций, и все они регулируются организмом, чтобы наши клетки оставались здоровыми и работали.

Как работает метаболизм?

После того, как мы едим пищу, пищеварительная система использует ферменты для:

  • расщепляют белки до аминокислот
  • превращают жиры в жирные кислоты
  • превращают углеводы в простые сахара (например, глюкозу)

При необходимости организм может использовать сахар, аминокислоты и жирные кислоты в качестве источников энергии.Эти соединения всасываются в кровь, которая разносит их к клеткам.

После того, как они попадают в клетки, другие ферменты ускоряют или регулируют химические реакции, связанные с «метаболизмом» этих соединений. Во время этих процессов энергия этих соединений может быть высвобождена для использования организмом или сохранена в тканях организма, особенно в печени, мышцах и жировых отложениях.

Метаболизм — это уравновешивание двух видов деятельности, происходящих одновременно:

  • создание тканей тела и запасов энергии (так называемый анаболизм)
  • разрушение тканей тела и запасов энергии для получения большего количества топлива для функций организма (так называемый катаболизм)

Анаболизм (произносится: э-наб-э-лиз-ум), или конструктивный метаболизм, связан со строительством и хранением. Он поддерживает рост новых клеток, поддержание тканей организма и накопление энергии для будущего использования. При анаболизме маленькие молекулы превращаются в более крупные и сложные молекулы углеводов, белков и жиров.

Катаболизм (произносится: kuh-TAB-uh-liz-um), или деструктивный метаболизм, — это процесс, производящий энергию, необходимую для всей деятельности клеток. Клетки расщепляют большие молекулы (в основном углеводы и жиры) для высвобождения энергии. Это обеспечивает топливо для анаболизма, нагревает тело и позволяет мышцам сокращаться, а телу двигаться.

По мере того, как сложные химические единицы распадаются на более простые вещества, организм выбрасывает продукты жизнедеятельности через кожу, почки, легкие и кишечник.

Что контролирует обмен веществ?

Некоторые гормоны эндокринной системы помогают контролировать скорость и направление метаболизма. Тироксин, гормон, вырабатываемый и выделяемый щитовидной железой, играет ключевую роль в определении того, насколько быстро или медленно протекают химические реакции метаболизма в организме человека.

Другая железа, поджелудочная железа, выделяет гормоны, которые помогают определить, является ли основная метаболическая активность организма в любой момент времени анаболической (произносится: ан-э-БОЛ-ик) или катаболической (произносится: кат-э-БОЛ-ик).Например, большая анаболическая активность обычно происходит после еды. Это потому, что прием пищи повышает уровень глюкозы в крови — самого важного топлива для организма. Поджелудочная железа чувствует этот повышенный уровень глюкозы и выделяет гормон инсулин, который сигнализирует клеткам об увеличении их анаболической активности.

Метаболизм — сложный химический процесс. Поэтому неудивительно, что многие люди думают об этом в самом простом смысле: как о чем-то, что влияет на то, насколько легко наше тело набирает или теряет вес.Вот тут-то и появляются калории. Калория — это единица измерения количества энергии, которую та или иная пища дает организму. Шоколадный батончик содержит больше калорий, чем яблоко, поэтому он дает организму больше энергии, и иногда это может быть слишком хорошо. Подобно тому, как автомобиль хранит бензин в бензобаке до тех пор, пока он не понадобится для работы двигателя, тело сохраняет калории — в основном в виде жира. Если переполнить бензобак автомобиля, он выльется на тротуар. Точно так же, если человек потребляет слишком много калорий, они «перетекают» в виде избыточного жира в организме.

Количество калорий, которое кто-то сжигает за день, зависит от того, сколько человек тренируется, количества жира и мышц в его или ее теле и основного обмена веществ (BMR) человека . BMR — это показатель скорости, с которой тело человека «сжигает» энергию в виде калорий в состоянии покоя.

BMR может влиять на склонность человека к набору веса. Например, человек с низким BMR (который, следовательно, сжигает меньше калорий во время отдыха или сна) со временем будет набирать больше килограммов жира, чем человек аналогичного телосложения со средним BMR, который ест такое же количество пищи и получает одинаковое количество упражнений.

На BMR

могут влиять гены человека и некоторые проблемы со здоровьем. На это также влияет состав тела — люди с большим количеством мышц и меньшим количеством жира обычно имеют более высокий BMR. Но люди могут изменить свой BMR определенным образом. Например, человек, который больше тренируется, не только сжигает больше калорий, но и становится лучше физически, что увеличивает его или ее BMR.

Что такое метаболизм, катаболизм и анаболизм?

Подавляющее большинство людей считают невероятное функционирование своего тела само собой разумеющимся.Однако это можно понять, поскольку большинство процессов, поддерживающих нашу жизнь, в значительной степени находятся вне нашего контроля. Большинство систем, поведения и реакций, которые происходят в организме, происходят без нашего сознательного мышления или контроля, за исключением того, что мы не забываем есть, пить воду, регулярно спать и избегать опасных или экстремальных условий.

Итак, что это за таинственная, безмолвная сила, которая ведет нас с утра до ночи и от рождения до смерти, делая все возможное, чтобы мы выжили и процветали? Все просто – наш метаболизм .

Это слово используется очень часто, особенно в связи с вопросами потери веса, сжигания жира и нашего надоедливого друга, который жалуется: «Сколько бы я ни ел, я не могу набрать вес. Мой метаболизм просто супер быстрый!» Однако слово «метаболизм» имеет гораздо большее значение, и каждый должен понимать его немного лучше?

Метаболизм — собирательное название тысяч химических реакций, происходящих в нашем теле каждый день нашей жизни, в первую очередь тех, которые связаны с преобразованием энергии, что необходимо для выживания и функционирования организма.Этот набор процессов служит трем основным целям в организме: расщепление пищи, которую мы потребляем, в полезную энергию для клеточной функции, преобразование расщепленной пищи в полезные молекулы, такие как липиды, углеводы, белки и нуклеиновые кислоты, и устранение определенные продукты жизнедеятельности организма.

Хотя эти цели могут показаться относительно простыми для достижения, жизненно важные процессы метаболизма поддерживают нашу жизнь; без полезной энергии, преобразованной из пищи, которую мы едим, наши тела отключились бы. Другими словами, метаболизм — это руководство пользователя для двигателя нашего тела, что делает его действительно очень важным.

На самом базовом уровне метаболизм можно разделить на две основные части: катаболизм и анаболизм, которые мы более подробно объясним ниже.

Что такое катаболизм?

Проще говоря, катаболизм, также известный как разрушительный метаболизм, представляет собой совокупность процессов, которые расщепляют молекулы пищи и жидкости, которые мы потребляем, на полезные формы энергии.Пища, которую мы едим, представлена ​​в виде овощей, фруктов, злаков, белков животного происхождения и т. д., но наше тело не может использовать пищу в такой форме.

Катаболические процессы расщепляют биомолекулы на более мелкие единицы, которые затем могут окисляться, или их можно использовать в анаболических процессах (творческий метаболизм) для создания новых более крупных молекул. Вы, наверное, уже знаете главный катаболический процесс в организме – пищеварение! Когда более крупные молекулы распадаются на более мелкие, высвобождается энергия, которую организм может использовать.

Одними из основных катаболических процессов в организме являются распад полисахаридов (гликоген, крахмал и т. д.) на моносахариды (фруктоза, глюкоза и т. д.), распад белков на нуклеиновые кислоты и распад нуклеиновых кислот на нуклеотиды.

Катаболические процессы часто связаны с некоторыми триггерными гормонами, включая адреналин, глюкагон, цитокины и кортизол. Как и все, что происходит в организме, катаболические процессы необходимо регулировать и контролировать, поэтому эти гормоны так важны.Эти гормоны будут влиять на все: от частоты сердечных сокращений и уровня поглощения кислорода до концентрации глюкозы в крови и эффективности связи между вашими клетками.

Когда эти гормоны активируются, высвобождаются или запускаются, они стимулируют необходимый распад доступных питательных веществ для производства энергии для функционирования организма. Например, когда вы сталкиваетесь с опасной ситуацией, ваше тело переходит в режим «бей или беги», и в этот момент высвобождается адреналин, который ускоряет частоту сердечных сокращений, увеличивает способность легких поглощать кислород и стимулирует расщепление гликогена в глюкозу – основную единицу энергии, которую организм может использовать либо для борьбы, либо для бегства.

Что такое анаболизм?

Как и во многих других вещах в природе, в метаболизме существует естественный баланс. В то время как катаболические пути считаются деструктивными формами метаболизма, анаболические пути являются конструктивными формами. Другое название анаболизма — биосинтез, потому что в ходе этих процессов небольшие молекулы синтезируются в более крупные и сложные соединения, необходимые организму. В крупном масштабе вы можете увидеть результаты анаболизма у растущего ребенка, заживающую рану или набухшую мышцу.В микроскопическом масштабе анаболические процессы в клетках включают в себя встраивание аминокислот (мономеров) в белки (полимеры).

Как и в случае катаболизма, анаболизм также контролируется или регулируется гормонами, в первую очередь гормоном роста человека, инсулином, тестостероном и эстрогеном, среди прочих. Анаболические процессы в значительной степени подпитываются катаболическими процессами, поскольку организму требуется энергия и сырье, прежде чем он сможет работать и создавать более сложные молекулы.

Теперь, когда вы понимаете некоторые тонкости метаболизма, а именно расщепление и образование различных молекул, необходимых для жизни, мы должны обратиться к одному из наиболее распространенных вопросов, связанных с метаболизмом, — к «скорости», с которой он работает.

Метаболизм и управление весом

Когда люди изо всех сил стараются сохранить свой размер или немного похудеть, часто виной тому метаболизм. Вы, наверное, слышали, как многие люди утверждают, что у них медленный или быстрый обмен веществ, что влияет на размер их тела. Однако подобные заявления не подтверждаются наукой, которая показала, что скорость метаболизма у большинства людей на самом деле очень похожа. Есть некоторые состояния, такие как заболевания щитовидной железы, которые замедляют или ускоряют обмен веществ и влияют на размер тела, но они встречаются относительно редко.

Факторы, влияющие на метаболизм, включают состав тела, возраст и пол. Те, у кого больше мышечной массы, естественным образом сжигают больше калорий, даже если они не тренируются. Мужчины, как правило, имеют большую мышечную массу, чем женщины, поэтому им легче сбрасывать калории и вес. Наконец, с возрастом уровень нашей физической активности часто падает, как и мышечная масса, что затрудняет похудение.

Когда вы добавляете энергию в тело (принимая пищу), если организму не нужно использовать ее всю, она будет откладываться в виде жира.Когда организму требуется эта энергия, эти запасы могут расщепляться и использоваться (катаболизм), что приводит к потере веса. Баланс того, что вы потребляете, и физической активности, которую вы выполняете, будет определять ваш успех или неудачу, когда дело доходит до управления своим весом.

При этом типы упражнений, которые вы выполняете, могут влиять на ваш вес. Катаболические упражнения — это те, которые расщепляют жир и сжигают калории, такие как бег, аэробика, плавание, езда на велосипеде и т. д. Анаболические упражнения — это те, которые направлены на увеличение мышечной массы, такие как поднятие тяжестей, силовые тренировки или любые другие интенсивные, концентрированные упражнения. форма отработки.

Заключительное слово

Метаболизм человека может показаться сложным, но понимание анаболических и катаболических аспектов поможет вам принять правильное решение относительно образа жизни. Когда вы выбираете, какие продукты добавить в свой организм, учитывайте их питательную ценность и не переедайте, если вы пытаетесь похудеть! Кроме того, при занятиях разумно выбирайте между катаболическими и анаболическими упражнениями, в зависимости от ваших личных целей в отношении здоровья!

Анаболизм и катаболизм | Биониндзя

Понимание:

•  Анаболизм – это синтез сложных молекул из более простых молекул, включая образование

 макромолекул из мономеров в результате реакций конденсации

    
Анаболические реакции описывают набор метаболических реакций, в результате которых сложные молекулы строятся из более простых

Синтез органических молекул посредством анаболизма обычно происходит посредством реакций конденсации

Реакции конденсации происходят, когда мономеры ковалентно соединяются и вода побочный продукт

  • Моносахариды соединяются гликозидными связями с образованием дисахаридов и полисахаридов
  • Аминокислоты соединяются пептидными связями с образованием полипептидных цепей триглицериды
  • Нуклеотиды соединены фосфодиэфирными связями с образованием полинуклеотидных цепей

Понимание:

• Катаболизм – это расщепление сложных молекул на более простые, включая гидролиз

 макромолекул в мономеры

    
Катаболические реакции описывают набор метаболических реакций, которые расщепляют сложные молекулы на более простые

Расщепление органических молекул посредством катаболизма обычно происходит посредством реакций гидролиза

Реакции гидролиза требуют потребления молекул воды для разрыва связей внутри полимер

Сравнение анаболических и катаболических путей

Анаболизм – определение и примеры

Анаболизм
н. , множественное число: Анаболизмы
[ə.ˈnæ.bə.ˌlɪ.zəm]
Определение: конструктивный метаболизм

Анаболизм Определение

Метаболические процессы включают превращение одной молекулы в другую посредством последовательности химических реакций, которые могут потреблять или высвобождать энергию. Метаболизм включает различные процессы, поддерживающие нормальную функцию органов живых организмов. Он организует использование энергии в организме, а также доступность различных молекул через различные катаболические и анаболические пути биосинтеза.

Метаболизм делится на две области: катаболизм и анаболизм . Катаболизм — это деструктивный тип метаболизма. Это процесс, при котором большие сложные молекулы разбиваются на более мелкие, высвобождая энергию. Например, гликолиз включает производство энергии из глюкозы, полученной из биомолекул сложных углеводов.

Что такое анаболизм? Анаболизм (определение в биологии) включает синтетических реакций метаболизма. Он включает в себя построение больших сложных молекул из простых молекул. Анаболическое состояние представляет собой рост мышц, костей и других структур тела.

Требуется ли энергия для анаболизма? Обычно он потребляет энергию за счет гидролиза АТФ . Например, почки и печень могут производить глюкозу из других источников, помимо углеводов, в процессе, известном как глюконеогенез.

Рисунок 1: анаболический и катаболический пути. Кредит: анатомия и физиология OpenStax, CC BY-SA 4.0. Анаболизм (биологическое определение): Процесс, включающий последовательность химических реакций, в ходе которых строятся или синтезируются молекулы из более мелких единиц, обычно требующий затрат энергии (АТФ) в процессе. Этимология: Греческое ἀνα- (ана-), что означает «вверх» и βάλλω (bállō), что означает «бросаю» + -изм. Синоним: конструктивный метаболизм. Сравните: катаболизм

Путь

Что означает анаболизм? Исследователи определяют анаболизм как последовательность биохимических реакций, включающих создание сложных структур из более мелких, и они обычно потребляют энергию. Анаболизм в живых организмах включает синтез анаболических белков из единиц аминокислот, глюкозы из молекул углекислого газа и ДНК из нуклеотидов.

Анаболические пути отвечают за синтез необходимых молекул для жизни и функционирования организма. Примером анаболических путей является процесс производства пищи в растениях, где молекулы сахара производятся посредством пути, известного как фотосинтез. Растения потребляют энергию, полученную от солнечного света, для производства молекул сахара из углекислого газа.Молекулы сахара, вырабатываемые растением, служат источником энергии для животных, питающихся этими растениями.

Правда ли, что клеточное дыхание является анаболическим процессом? Клеточное дыхание представляет собой катаболический процесс, при котором само растение может потреблять произведенные сахара для производства молекул АТФ и получения энергии катаболическими путями.

Стадии анаболизма

Анаболизм делится на три стадии. К ним относятся:

Стадия 1: Формирование предшественников

Производятся предшественники, используемые для построения более крупных молекул, таких как аминокислоты, моносахариды, изопреноиды и нуклеотиды.

Стадия 2: Потребление энергии

Энергия, полученная из АТФ, используется для активации предшественника из стадии 1 в реактивный предшественник для участия в следующих биохимических реакциях.

Стадия 3: Образование сложных молекул

На этой стадии образуются сложные большие молекулы, такие как белки, полисахариды, липиды и нуклеиновые кислоты, из их активных предшественников.

Рисунок 2: Стадии анаболизма на примере синтеза ДНК.Источник: Мария Виктория Гонзага из Biology Online.

Источник энергии

Анаболизм — это процесс, который потребляет энергию. Используемая энергия получается из клеточного дыхания, которое представляет собой катаболический процесс производства АТФ. Энергия используется в анаболизме для активации предшественников или их объединения. Источники энергии различаются: реакции в растениях требуют энергии солнечного света, тогда как хемогетеротрофы получают энергию в результате реакций окисления неорганических веществ. Определение хемогетеротрофов включает организмы, способные производить собственные источники энергии, используя неорганические вещества в качестве субстратов для анаболических процессов.

Кофакторы

Различные этапы анаболических реакций требуют присутствия кофакторов и ионов металлов для катализа различных реакций посредством анаболизма. Восстановители, такие как НАДН, ФАДН и НАДФН, переносят электроны во время химических реакций, в то время как ионы металлов стабилизируют различные функциональные группы, присутствующие на субстратах.

Субстраты

Субстраты при анаболизме обычно являются продуктами катаболических процессов, когда в клетке много энергии. Субстратами анаболизма обычно являются небольшие простые молекулы, такие как аминокислоты, нуклеотиды и моносахариды.

Функции

Анаболизм (медицинское определение) включает процессы, которые опосредуют рост и развитие живых организмов. Поскольку дифференцировка клеток и увеличение размеров тела происходят в результате различных анаболических процессов. Анаболические функции строят различные ткани и органы. Они также увеличивают размер мышц, а также костей.

Анаболические гормоны

Гормоны бывают либо катаболическими, либо анаболическими, в зависимости от стимулируемой части метаболизма.Наиболее важными анаболическими гормонами являются инсулин, гормон роста, эстроген и тестостерон. Гормон инсулин стимулирует синтез скелетных мышц, липидов и гликогена, тогда как стероиды и гормоны роста увеличивают общую массу тела за счет ускорения анаболизма белков в организме.

Фотосинтетический синтез углеводов

Фотосинтетический синтез углеводов представляет собой анаболический процесс, происходящий в некоторых бактериях и растениях. Он производит крахмал, глюкозу, целлюлозу, белки и липиды из углекислого газа, используя энергию, полученную в результате световых реакций во время фотосинтеза.В этом процессе органические кислоты превращаются в моносахариды, а затем используются для синтеза полисахаридов, таких как крахмал.

ПРОЧТИТЕ: Метаболизм растений – Фотосинтез (учебник по биологии)

Биосинтез аминокислот

В организме содержится 20 аминокислот. Во время синтеза белка аминокислоты соединяются между собой пептидными связями. В синтезе аминокислот используются промежуточные продукты катаболических путей пентозофосфатного пути, цикла лимонной кислоты и гликолиза.

Например:

. Пируват от цикла лимонного кислота

  • 40147 оксалоацетат используется в синтезацию метионина , лизин, треонин, аспартат, и аспарагина
  • Хранение гликогена

    глюкоза хранятся в виде гликогена.Гликоген представляет собой большой сложный полимер молекул глюкозы. Гликоген синтезируется анаболическим путем и снова расщепляется, когда организм нуждается в энергии через катаболический путь. Когда уровень сахара в крови высок, активируется гликогенсинтаза; он производит гликоген для хранения в печени и скелетных мышцах. В периоды низкого уровня сахара в крови гликоген служит для поддержания уровня глюкозы в крови, чтобы обеспечить мозг адекватным питанием.

    Глюконеогенез

    Что такое глюконеогенез? Глюконеогенез — это анаболический процесс, при котором глюкоза вырабатывается из неуглеводных источников.Он стимулируется гормоном глюкагоном. Глюконеогенез происходит во время длительного голодания печени, почек и кишечника для поддержания уровня глюкозы в крови.

    При глюконеогенезе пируват превращается в глюкозу. Пируват получают при расщеплении аминокислот, лактата, глицерина или глюкозы. Глюконеогенез противоположен гликолизу, но использует разные ферменты, которые действуют только в одном направлении.

    Чистая реакция глюконеогенеза:
    2 пируват + 2 ГТФ + 4 АТФ + 2 НАДН + 6 Н 2 О + 2 Н + → Глюкоза + 2 ГДФ + 4 АДФ + 2 НАД + + 6 Пи

    Примеры анаболизма

    Анаболические процессы отвечают за построение и синтез молекул. Примерами анаболических процессов являются минерализация и рост костей и мышечный анаболизм, который способствует наращиванию мышечной массы тела. Кроме того, анаболизм (определение в анатомии) включает синтез макромолекул, таких как белки, гликоген, аминокислоты и полисахариды, для поддержания нормальной функции различных органов тела.

    Регламент

    Анаболизм регулируется различными гормонами и ферментами. Анаболические ферменты отличаются от катаболических ферментов тем, что они действуют только в одном направлении, чтобы контролировать скорость анаболических и катаболических процессов.Еще одним регулятором анаболических и катаболических процессов является АТФ или энергетический заряд в клетке. Клетки с высокой энергией предпочитают анаболические пути потребления АТФ при производстве и хранении. Низкий уровень АТФ стимулирует катаболические процессы по расщеплению больших молекул с целью образования АТФ.

    Анаболизм и катаболизм

    Метаболизм относится ко всем химическим реакциям, связанным с преобразованием одной молекулы в другую. Их можно разделить на две группы: катаболические реакции (катаболизм) и анаболические реакции (анаболизм).

    Таблица 1: Различия между анаболизмом и катаболизмом Катаболизм включает в себя ряд химических реакций разложения, которые расщепляют сложные молекулы на более мелкие единицы. Анаболические реакции обычно требуют затрат энергии.Многие из этих реакций подпитываются за счет гидролиза АТФ. Катаболические реакции часто высвобождают энергию. Анаболизм для синтеза сложных молекул, необходимых для построения органов и тканей. Следовательно, он отвечает за увеличение размеров тела. Катаболизм предназначен для деградации сложных молекул, которые в основном образуют простые молекулы и/или высвобождают энергию, которая может быть использована для других метаболических процессов Примерами анаболизма являются рост и минерализация костей, а также наращивание мышечной массы. Расщепление белков до аминокислот, гликогена до глюкозы и триглицеридов до жирных кислот является одним из катаболических процессов.

    Гормоны обычно классифицируются как анаболические или катаболические в зависимости от их влияния на метаболические процессы. К анаболическим гормонам относятся эстроген, тестостерон, гормоны роста и инсулин. Катаболическими гормонами являются адреналин, глюкагон, кортизол и др.

    Ссылки

    • Berg, J. М. (1970, 1 января). Метаболизм гликогена. Биохимия. 5-е издание. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK21190/.
    • Британская энциклопедия, вкл. (н.д.). Анаболизм. Британская энциклопедия. https://www.britannica.com/science/анаболизм.
    • Либретексты. (2021, 6 марта). B. MP2: Обзор метаболических путей – анаболизм. Биология LibreTexts. https://bio.libretexts.org/Bookshelves/Biochemistry/Book%3A_Biochemistry_Online_(Jakubowski)/10%3A_Metabolic_Pathways/B._MP2%3A_An_Overview_of_Metabolic_Pathways_-_Анаболизм.
    • Мандал, Д. А. (2019, 26 февраля). Что такое Анаболизм? Новости. https://www.news-medical.net/life-sciences/What-is-Anabolism.aspx.
    • Структурная биохимия/анаболизм. Wikibooks, открытые книги для открытого мира. (н.д.). https://en.wikibooks.org/wiki/Структурная_Биохимия/Анаболизм.

     

    ©BiologyOnline.com. Контент предоставляется и модерируется редакторами Biology Online Editors.

    Физиология, метаболизм — StatPearls — NCBI Bookshelf

    Введение

    Метаболизм относится ко всей сумме реакций, происходящих в организме в каждой клетке и обеспечивающих тело энергией. Эта энергия используется для процессов жизнедеятельности и синтеза нового органического материала. Каждый живой организм использует окружающую среду, чтобы выжить, забирая питательные вещества и вещества, которые служат строительными блоками для движения, роста, развития и размножения. Все они опосредованы ферментами, которые представляют собой белки со специализированными функциями в анаболизме и катаболизме. Скорость производства энергии называется скоростью основного обмена и зависит от таких факторов, как пол, раса, физические упражнения, диета, возраст и такие заболевания, как сепсис или рак.

    Вопросы, вызывающие озабоченность

    Химические реакции, посредством которых происходит обмен веществ, почти одинаковы во всех живых организмах, включая животных, растения, бактерии и грибы. Все эти химические реакции опосредованы белками, которые действуют как катализаторы в определенных условиях окружающей среды, таких как рН и температура. Синтез многих катализаторов, обеспечивающих химические реакции в нашем организме, берет свое начало в ДНК. Дезоксирибонуклеиновая кислота представляет собой молекулу, находящуюся внутри ядра, состоящую из четырех оснований, называемых аденином, гуанином, цитозином и тимином.РНК — это молекула, используемая некоторыми живыми организмами вместо ДНК, и компоненты этой молекулы включают рибозу и урацил вместо тимина. Окружающая среда, в основном растения, использует солнечный свет для преобразования воды и углекислого газа для синтеза углеводов. Живые организмы поступают наоборот, потребляя углеводы и другие органические материалы для производства энергии.

    Термодинамика

    Невозможно говорить об обмене веществ, не взглянув на законы термодинамики.Особого внимания заслуживают первые два закона. Первые два закона термодинамики гласят, что энергия не может быть ни создана, ни уничтожена и что результатом физических и химических изменений является увеличение энтропии во Вселенной. Энергия, которая действительно полезна, или свободная энергия, — это такая энергия, которая способна совершать работу при любой разнице температур. Менее полезные формы энергии высвобождаются в виде тепла.[1]

    Сотовый

    Химический носитель энергии называется АТФ.Синтез АТФ происходит внутри внутриклеточной органеллы, ограниченной внешней и внутренней мембранами. Диссоциация воды на молекулу водорода и гидроксильную группу, происходящая во внутренней среде организма, необходима для синтеза АТФ. Катаболические реакции, о которых пойдет речь в этой статье, высвобождают значительное количество протонов, большая часть которых транспортируется в митохондрии для производства АТФ. Эти протоны транспортируются через ряд комплексов во внутренней мембране митохондрий, чтобы активировать АТФазу, используя энергию, высвобождаемую механизмом транспорта электронов.

    Организмы перерабатывают пищу, которую они едят, в три разных этапа. Первый этап включает в себя преобразование сложных молекул в простые молекулы; это включает расщепление сложных белков на олигопептиды и свободные аминокислоты для облегчения всасывания, расщепление сложных сахаров на дисахариды или моносахариды и расщепление липидов на глицерин и свободные жирные кислоты. Эти процессы называются пищеварением и составляют лишь около 0,1% производства энергии, которая не может быть использована клеткой.Во второй фазе все эти небольшие молекулы подвергаются неполному окислению. Окисление означает удаление электронов или атомов водорода. Конечным продуктом этих процессов являются вода и углекислый газ, а также три основных вещества, а именно: ацетилкофермент А, оксалоацетат и альфа-оксоглутарат. Из них наиболее распространенным соединением является ацетилкофермент А, который образует 2/3 углерода в углеводах и глицерине, весь углерод в жирных кислотах и ​​половину углерода в аминокислотах. Третья и последняя фаза этого процесса происходит в цикле, называемом циклом Кребса, открытом сэром Гансом Кребсом.В этом цикле ацетилкоэнзим А и оксалоацетат объединяются и образуют цитрат. В этой ступенчатой ​​реакции происходит высвобождение протонов, которые передаются в дыхательную цепь для синтеза АТФ.

    Дисбаланс между анаболизмом и катаболизмом может привести к ожирению и кахексии соответственно. Метаболическая энергия переносится высокоэнергетическими фосфатными группами, такими как АТФ, ГТФ и креатинфосфат; или переносчиками электронов, такими как НАДН, ФАДН и НАДФН.[2][3]

    Задействованные системы органов

    Поджелудочная железа является ключевым метаболическим органом, который регулирует количество углеводов в крови либо путем высвобождения значительного количества инсулина для снижения уровня глюкозы в крови, либо путем высвобождения глюкагона для его повышения.Утилизация углеводов и липидов организмом называется циклом Рэндла, регулируется инсулином.

    Печень – это орган, отвечающий за переработку абсорбированных аминокислот и липидов из тонкого кишечника. Он также регулирует цикл мочевины и основные метаболические процессы, такие как глюконеогенез и отложение гликогена.[4]

    Назначение

    Углеводы растворимы, их относительно легко транспортировать, нетоксичные молекулы служат источником энергии при снижении уровня кислорода.

    Наиболее энергоемкими молекулами являются липиды, и они являются основной энергетической молекулой для млекопитающих и тканей. Поскольку они нерастворимы, они плохо переносятся кровью, не используются анаэробно и требуют большего количества кислорода для извлечения из них энергии (2,8 АТФ/молекула кислорода). Они не могут проникнуть через гематоэнцефалический барьер, и эритроциты или почечные клетки не могут их использовать. Аминокислоты действуют как субстраты для производства глюкозы только в условиях длительного голодания, демонстрируя истощение запасов гликогена.

    Метаболизм этих трех основных субстратов сводится к одной молекуле, ацетил-КоА, в митохондриях. Метаболизм этой промежуточной молекулы генерирует 3 NADH, 1 FADH, 1 GTP и 2 CO2, все из которых участвуют в дыхательной цепи в митохондриях для синтеза АТФ.[5]

    Механизм

    Метаболизм углеводов

    Он фокусируется на одном конкретном виде сахара, глюкозе. После поглощения клеткой молекулы глюкозы она немедленно метаболизируется в глюкозо-6-фосфат, который не может покинуть клетку.Фермент, катализирующий эту реакцию, называется гексокиназой (в печени и поджелудочной железе) или глюкокиназой во всех других тканях. Этот метаболит используется почти во всех метаболических процессах, включая гликолиз и гликогенез. Углеводы хранятся в виде гранул гликогена для быстрой мобилизации глюкозы при необходимости.

    Гликоген представляет собой полимер глюкозы, собранный гликогенсинтазой, с точками ветвления через каждые десять молекул глюкозы, что придает гликогену древовидную структуру, что способствует мобилизации глюкозы.Некоторые ткани используют гликоген для собственного поддержания, например скелетные мышцы; некоторые другие ткани используют гликоген для поддержания стабильного уровня глюкозы в сыворотке, например, печень. Печень может хранить почти 100 г гликогена, который поставляет глюкозу в течение 24 часов; скелетные мышцы запасают 350 г, которых достаточно для 60-минутного сокращения мышц. Глюкоза метаболизируется путем гликолиза во всех клетках с образованием пирувата. В этом процессе не используется кислород, и образуются две молекулы пирувата, 2 НАДН и 2 АТФ.

    Пируват может иметь три судьбы внутри клетки: он может транспортироваться в митохондрии и генерировать ацетил-КоА, он может оставаться в цитозоле и генерировать лактат или может использоваться в гликонеогенезе ферментом аланинаминотрансферазой (АЛТ). Судьба пирувата в тканях будет зависеть от гормональной регуляции, доступности кислорода и конкретной ткани. Например, в печени избыток пирувата метаболизируется до ацетил-КоА, который затем используется для синтеза липидов, тогда как в мышцах он подвергается полному окислению до СО2.

    Глюкозо-6-фосфат также можно использовать в пентозофосфатном пути. Этот путь синтезирует нуклеотиды, синтез специфических липидов и поддерживает глутатион в его активной форме. Этот процесс регулируется глюкозо-6-фосфатдегидрогеназой.

    Углеводный обмен регулируется в основном инсулином, так как он стимулирует гликолиз и гликогенез. Катехоламины, глюкагон, кортизол и гормон роста стимулируют глюконеогенез и гликогенолиз.[6]

    Метаболизм липидов

    Жирные кислоты служат для производства энергии в окислительных тканях.Некоторые из них являются амфипатическими, потенциально токсичными и транспортируются в связанном виде с альбумином. Кишечник всасывает жирные кислоты в виде мицелл; они поглощаются энтероцитами в стенке кишечника. Оказавшись внутри, эти молекулы жира расщепляются на более мелкие молекулы, свободные жирные кислоты и глицерин, которые в задней части конъюгируются с образованием триглицеридов. Они связаны с белками, образуя хиломикроны вне энтероцита.

    Эти хиломикроны очень богаты холестерином и триглицеридами, которые транспортируются системой воротной вены в печень.Печень будет обрабатывать эти сложные молекулы, чтобы извлечь фракцию холестерина и триглицеридов. Печень секретирует новую форму сложной молекулы, называемой ЛПОНП, которая транспортирует эндогенные липиды и жир к периферическим тканям, экспрессирующим гормоночувствительную липазу и липопротеинлипазу.

    Этот фермент превращает ЛПОНП в ЛПНП, который содержит больше холестерина, чем другие молекулы, и в конечном итоге поглощается тканями-мишенями. Весь этот процесс называется «прямой метаболизм холестерина».«Когда в периферических тканях слишком много жира или холестерина, они перемещаются в липопротеине, называемом ЛПВП, который попадает в желчевыводящую систему для экскреции. Этот процесс называется «обратным метаболизмом холестерина». Оба регулируются инсулином, который стимулирует липазы в организме, но подавляет липолиз.[7][8][9][10]

    Метаболизм аминокислот

    Мы потребляем почти 100 г белка в день. В организме содержится почти 10 кг белка, который метаболизируется по 300 г в сутки.Структурными единицами, составляющими белки, являются аминокислоты. Некоторые из них являются незаменимыми (это означает, что организм не может их синтезировать и должен получать с пищей), а некоторые являются заменимыми аминокислотами (которые организм может синтезировать). Белки поглощаются энтероцитами в виде аминокислот. Аминокислоты содержат группу азота и двухуглеродный скелет, называемый 2-оксокислотой.

    Метаболизм аминокислот приводит к образованию аммония, который является токсичной молекулой, особенно для ЦНС.Аммоний может метаболизироваться в печени для экскреции в цикле орнитина (мочевины). Метаболизм аминокислот происходит в результате двух видов химических реакций. Первый называется трансаминированием, в котором участвуют аланинаминотрансфераза (АЛТ) и аспартатаминотрансфераза (АСТ). Эти две реакции требуют трехуглеродного скелета для замены аминогруппы; скелетом этих двух ферментов является альфа-кетоглутарат. В реакции, регулируемой АЛТ, аланин переносит аминогруппу на альфа-кетоглутарат с образованием пирувата и глутамата.При регулируемой АСТ реакции происходит обратная ситуация. Он использует пожертвованную аминогруппу из глутамата для создания аспартата, чтобы пожертвовать второй атом амино в цикл мочевины. Второй реакцией является дезаминирование, при котором глутаматдегидрогеназа метаболизирует глутамат с образованием альфа-кетоглутарата и аммиака, который должен быть детоксицирован циклом мочевины.

    После дезаминирования скелет подвергается промежуточному метаболизму. Метаболизм аминокислот может давать семь типов скелетов, а именно: альфа-кетоглутарат, оксалоацетат, сукцинил-КоА, фумарат, пируват, ацетил-КоА и ацетоацетил-КоА.Первые пять имеют три или более атомов углерода и полезны для гликонеогенеза, последние два имеют только два атома углерода и непригодны для гликонеогенеза. Вместо этого они используются для синтеза липидов.

    Как и все другие метаболические пути, инсулин является основным регулятором. Напротив, регулятором метаболизма аминокислот является кортизол и гормон щитовидной железы, который опосредует разрушение мышц.

    Клиническое значение

    Сахарный диабет

    Поджелудочная железа определяет концентрацию глюкозы в крови и некоторых аминокислот, таких как аргинин и лейцин.Высокий уровень этих веществ указывает на питательное насыщение, и это сообщение посылается организму поджелудочной железой в виде инсулина. Инсулин является уникальным метаболическим гормоном, отвечающим за распределение питательных веществ в организме, а это означает, что дефицит инсулина вызывает плейотропные изменения в метаболизме человека. При дефиците инсулина торможение катаболических реакций меньше; это приводит к чистой мобилизации субстратов из тканей. Поджелудочная железа определяет статус метаболитов, периферические ткани определяют статус концентрации инсулина. Когда периферические ткани ощущают снижение уровня инсулина, они начинают катаболизироваться, и начинают мобилизоваться субстраты. Печень реагирует на низкий уровень инсулина увеличением синтеза глюкозы с помощью глюконеогенеза и гликогенолиза. Как видно из метаболизма аминокислот, основным субстратом глюконеогенеза является аланин, образующийся в результате мышечного распада и протеолиза. Жировая ткань также реагирует, усиливая липолиз, что приводит к накоплению жирных кислот и глицерина. Повышенная доставка неэтерифицированных жирных кислот (НЭЖК) в печень увеличивает кетогенез.[14]

    Сепсис, травма и ожоги

    Катаболизм также может инициироваться чрезмерной воспалительной реакцией, характеризующейся активацией и экспрессией провоспалительных цитокинов, таких как TNF-альфа, IL-6 и IL-1. Этот процесс называется синдромом системной воспалительной реакции (SIRS). Он имеет три фазы метаболизма; фаза прилива или шока, катаболическая фаза и анаболическая фаза. В этих сценариях происходит значительная мобилизация субстрата по всему телу. [15]

    Дефицит G6PDH

    Дефицит широко распространен в экваториальных регионах. Он связан с Х-хромосомой и снижает уровень НАДФН, следовательно, снижает уровень активной формы глутатиона и увеличивает окислительный стресс для эритроцитов; это приводит к гемолизу, представленному как кризис, в зависимости от инсульта. Он проявляется в виде телец Хайнца и пузырчатых клеток в мазке периферической крови.[16]

    Ссылки

    1.
    Liu X, Chen T, Jain PK, Xu W.Выявление термодинамических свойств элементарных химических реакций на уровне одной молекулы. J Phys Chem B. 25 июля 2019 г.; 123 (29): 6253-6259. [PubMed: 31246466]
    2.
    Ramnanan CJ, Edgerton DS, Kraft G, Cherrington AD. Физиологическое действие глюкагона на метаболизм глюкозы в печени. Диабет ожирения Metab. 2011 Октябрь; 13 Приложение 1: 118-25. [Бесплатная статья PMC: PMC5371022] [PubMed: 21824265]
    3.
    Сабо И., Зоратти М. Митохондриальные каналы: потоки ионов и многое другое. Физиол Рев.2014 Апрель; 94 (2): 519-608. [PubMed: 24692355]
    4.
    Hue L, Taegtmeyer H. Новый взгляд на цикл Рэндла: новая голова для старой шляпы. Am J Physiol Endocrinol Metab. 2009 г., сен; 297 (3): E578-91. [Бесплатная статья PMC: PMC2739696] [PubMed: 19531645]
    5.
    KREBS HA. Цикл трикарбоновых кислот. 1948–1949 Харви Лект. Серия 44: 165-99. [PubMed: 14849928]
    6.
    Дашти М. Краткий обзор биохимии: углеводный обмен. Клин Биохим. 2013 Октябрь;46(15):1339-52.[PubMed: 23680095]
    7.
    Абумрад Н.А., Дэвидсон НЕТ. Роль кишечника в липидном гомеостазе. Physiol Rev. 2012 г., июль; 92 (3): 1061-85. [Бесплатная статья PMC: PMC3589762] [PubMed: 22811425]
    8.
    Goldstein JL, Brown MS. Рецептор ЛПНП. Артериосклеры Тромб Васк Биол. 2009 апр; 29 (4): 431-8. [Бесплатная статья PMC: PMC2740366] [PubMed: 19299327]
    9.
    Яворски К., Саркади-Надь Э., Дункан Р.Э., Ахмадиан М., Сул Х.С. Регуляция метаболизма триглицеридов. IV.Гормональная регуляция липолиза в жировой ткани. Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol. 2007 июль; 293(1):G1-4. [Бесплатная статья PMC: PMC2887286] [PubMed: 17218471]
    10.
    Пирс В., Кароббио С., Видаль-Пуиг А. Различные оттенки жира. Природа. 2014 05 июня; 510 (7503): 76-83. [PubMed: 24899307]
    11.
    Deutz NE, Wolfe RR. Существует ли максимальный анаболический ответ на прием белка во время еды? Clin Nutr. 2013 апр; 32 (2): 309-13. [Бесплатная статья PMC: PMC3595342] [PubMed: 23260197]
    12.
    Финн П.Ф., Дайс Дж.Ф. Протеолитические и липолитические реакции на голодание. Питание. 2006 июль-август; 22 (7-8): 830-44. [PubMed: 16815497]
    13.
    Ванденберг Р.Дж., Райан Р.М. Механизмы транспорта глутамата. Physiol Rev. 2013 Oct; 93 (4): 1621-57. [PubMed: 24137018]
    14.
    Заккарди Ф., Уэбб Д.Р., Йейтс Т., Дэвис М.Дж. Патофизиология сахарного диабета 1 и 2 типа: взгляд на 90 лет. Postgrad Med J. 2016 Feb; 92 (1084): 63-9. [PubMed: 26621825]
    15.
    Чеккони М., Эванс Л., Леви М., Родс А. Сепсис и септический шок. Ланцет. 2018 07 июля; 392 (10141): 75-87. [PubMed: 29937192]
    16.
    Штайнер М., Людеманн Дж., Краммер-Штайнер Б. Фавизм и дефицит глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы. N Engl J Med. 2018 15 марта; 378 (11): 1068. [PubMed: 29542311]

    Метаболизм — Энциклопедия Нового Света

    Визуальный обзор метаболизма с акцентом на учет углерода.

    Метаболизм (от μεταβολισμος, «метаболизм») представляет собой биохимическую модификацию химических соединений в живых организмах и клетках.Это включает в себя как анаболизм — биосинтез сложных органических молекул, так и катаболизм — расщепление сложных молекул с образованием как молекул, несущих энергию, так и необходимых молекул-строительных блоков — причем продукты как анаболизма, так и катаболизма необходимы для поддержания, роста, движения. , и воспроизведение.

    Метаболизм включает сложные и часто взаимодействующие биохимические реакции, которым обычно способствуют ферменты и которые часто координируются анаболическими и катаболическими гормонами. В целях анализа и концептуализации метаболизм обычно характеризуется метаболическими путями, которые представляют собой определенную последовательность стадий, катализируемых ферментами.Общий метаболизм включает в себя все биохимические процессы организма. Метаболизм клеток включает в себя все химические процессы в клетке.

    Метаболизм является объединяющим аспектом всех форм жизни, при этом самые сложные формы жизни зависят от одних и тех же метаболических путей, что и в одноклеточных организмах. Знания о метаболизме накапливались в течение более чем 400 лет, особенно в первой половине двадцатого века, благодаря экспериментам и исследованиям сотен ученых-исследователей.Основные метаболические процессы были синтезированы и стандартизированы в Таблице промежуточного метаболизма . Ни один организм не использует все реакции на Таблице, но все организмы используют определенный набор реакций. Таблица промежуточного метаболизма размещается на стенах лабораторий биохимии и молекулярной биологии таким же образом, как периодическая таблица элементов размещается на стенах химических лабораторий.

    История

    Санторио на безменном балансе

    Термин «метаболизм» происходит от греческого слова «изменение» или «ниспровержение».»

    Первые контролируемые эксперименты по метаболизму человека были опубликованы Санторио Санторио (1561-1636) в 1614 году в его книге Ars de Statica Medecina, , которая сделала его известным во всей Европе. Он описал свою длинную серию экспериментов, в которых он взвешивал себя в кресле, подвешенном на безменах, до и после еды, сна, работы, секса, голодания, лишения питья и выделения. Он обнаружил, что большая часть потребляемой им пищи выводится из организма через perspiratio insensibilis (неощутимое потоотделение).

    Метаболизм клеток

    Метаболизм клеток представляет собой сумму многих непрерывных отдельных процессов, с помощью которых живые клетки перерабатывают молекулы питательных веществ и поддерживают состояние жизни.

    Метаболизм состоит из двух отдельных частей.

    • Анаболизм — это набор процессов, в которых клетка использует энергию и восстановительную способность (способность химически восстанавливать, то есть добавлять электроны в молекулу) для построения сложных молекул и выполнения других жизненных функций, таких как создание клеточной структуры.
    • Катаболизм — это набор процессов, при которых клетка расщепляет сложные молекулы, чтобы получить молекулы, несущие энергию и восстанавливающие силы.
    Несколько метаболических путей в клетке.

    Метаболизм клеток включает чрезвычайно сложные последовательности контролируемых химических реакций, называемых метаболическими путями.

    Метаболические пути

    Большое разнообразие метаболических путей организовано по двум темам, анаболизму и катаболизму, которые описаны ниже.

    Анаболизм

    Анаболизм — это часть метаболизма, которая строит более крупные молекулы.

    Анаболизм — это набор метаболических процессов, которые создают органические соединения из более мелких молекул компонентов и в дальнейшем имеют тенденцию к их сборке таким образом, чтобы «строить» органы и ткани. Эти процессы поддерживают рост и дифференцировку клеток, увеличение размеров тела и размножение. Примеры анаболических процессов включают рост и минерализацию костей и увеличение мышечной массы.

    Анаболические пути, которые создают строительные блоки и соединения из простых предшественников, включают следующее:

    • Гликогенез (превращение глюкозы в гликоген, запасную молекулу глюкозы)
    • Глюконеогенез (образование глюкозы из несахарных углеродных субстратов)
    • Путь синтеза порфирина (порфирин образует комплекс с атомом металла, например гем железо-порфиринового комплекса, который находится в крови человека.)
    • Путь ГМГ-КоА-редуктазы, ведущий к холестерину и изопреноидам.
    • Вторичные метаболические пути продуцируют молекулы, которые не являются необходимыми для роста, развития или размножения, но могут повысить выживаемость в условиях стресса окружающей среды.
    • Фотосинтез
      • Светозависимая реакция зеленых растений (световая реакция или реакция фотосинтеза, для возникновения которой требуется свет)
      • Светонезависимая реакция растений (темновая реакция или реакция фотосинтеза, для которой не требуется свет)
    • Цикл Кальвина (реакция фотосинтеза, происходящая в строме хлоропластов)
    • Фиксация углерода (превращение двуокиси углерода в более крупные молекулы на основе углерода)
    • Глиоксилатный цикл (реакция превращения двух молекул ацетил-КоА в оксалоацетат)

    Катаболизм

    Катаболизм включает метаболические процессы, которые часто расщепляют молекулы на более мелкие единицы, а также дают молекулы, несущие энергию.Катаболические химические реакции в живой клетке расщепляют большие полимерные молекулы клетки (полисахариды, нуклеиновые кислоты и белки) на составляющие их мономерные единицы (то есть моносахариды, нуклеотиды и аминокислоты соответственно).

    Клетки используют мономеры для построения новых полимерных молекул или их разборки до простых клеточных метаболитов (молочной кислоты, уксусной кислоты, углекислого газа, аммиака, мочевины и т.д.).

    Создание клеточных метаболитов представляет собой процесс окисления, включающий высвобождение свободной химической энергии, часть которой теряется в виде тепла, а часть сохраняется, поскольку высвобождаемая энергия стимулирует синтез аденозинтрифосфата (АТФ).Гидролиз АТФ (то есть расщепление АТФ в реакции с водой) впоследствии используется для запуска почти всех энергозатратных реакций в клетке. Таким образом, катаболизм обеспечивает химическую энергию, необходимую для поддержания живой клетки.

    Примеры катаболических процессов включают расщепление мышечного белка с целью использования аминокислот в качестве субстратов для глюконеогенеза и расщепление жира в жировых клетках (клетки-запасы жира) до жирных кислот.

    Анаболические и катаболические сигналы

    Поскольку одновременное протекание анаболических и катаболических процессов в клетках контрпродуктивно, существует множество сигналов, которые включают анаболические процессы и выключают катаболические процессы, и наоборот.Большинство известных сигналов — это гормоны и молекулы, участвующие в самом обмене веществ. Эндокринологи (те, кто изучает эндокринную систему, систему желез внутренней секреции, выделяющих определенные гормоны в кровоток) традиционно классифицируют многие гормоны как анаболические или катаболические.

    • Классические анаболические гормоны включают
    • Классические катаболические гормоны включают
      • Кортизол
      • Глюкагон
      • Адреналин и другие катехоламины
      • Цитокины
    • Гормоны, недавно идентифицированные как связанные с балансом катаболических и анаболических состояний, включают
      • Орексин и гипокретин (пара гормонов)
      • Мелатонин

    Общие пути

    Четыре основных метаболических пути:

    Общие катаболические пути

    В следующем разделе обсуждается катаболизм углеводов, катаболизм жиров, катаболизм белков и катаболизм нуклеиновых кислот.

    Катаболизм углеводов

    Катаболизм углеводов — это расщепление углеводов на более мелкие единицы. Эмпирическая формула углеводов, как и их мономерных аналогов, C X (H 2Y O Y ). Углеводы буквально подвергаются сгоранию, когда клетка высвобождает и захватывает большое количество энергии в своих связях. Митохондрии клетки необходимы для катаболизма, поскольку они являются местом окислительного фосфорилирования, процесса переноса электронов, который превращает высокоэнергетические молекулы НАДН, образующиеся в результате катаболизма углеводов, в наиболее легко транспортируемую и используемую энергетическую молекулу клетки, аденозинтрифосфат (АТФ).

    Гладкий эндоплазматический ретикулум отвечает за некоторый углеводный обмен. В печени, например, клетка расщепляет полисахарид гликоген. В конце концов, гликоген будет превращен в глюкозу и выпущен в кровь, но сначала он расщеплен на глюкозофосфат, ион, который, если он высвобождается, может повредить клетки крови. Фермент, обнаруженный в мембране гладкого эндоплазматического ретикулума, катализирует удаление фосфата с образованием высвобождаемой чистой глюкозы.

    Катаболизм жиров

    Катаболизм жиров , также известный как катаболизм липидов, представляет собой процесс, при котором липиды или фосфолипиды расщепляются липазами. Противоположностью катаболизма жиров является анаболизм жиров, включающий накопление энергии и строительство мембран.

    Катаболизм белков

    Катаболизм белков представляет собой расщепление белков на аминокислоты и простые производные соединения для транспорта в клетку через плазматическую мембрану и, в конечном счете, для полимеризации в новые белки посредством совместного функционирования рибонуклеиновых кислот (РНК) и рибосом.

    Катаболизм жирных кислот

    Жирные кислоты являются важным источником энергии для многих организмов. Триглицериды, или молекулы, в которых хранятся жирные кислоты, дают более чем в два раза больше энергии на ту же массу, чем углеводы или белки. Все клеточные мембраны состоят из фосфолипидов, каждый из которых содержит две жирные кислоты. Жирные кислоты также широко используются для модификации белков, и все стероидные гормоны в конечном счете получают из жирных кислот.

    Метаболизм жирных кислот, таким образом, включает как катаболические процессы, которые генерируют энергию и первичные метаболиты из жирных кислот, так и анаболические процессы, которые создают биологически важные молекулы из жирных кислот и других пищевых источников углерода.

    Жирные кислоты являются важным источником энергии, поскольку они восстановлены и безводны. Выход энергии из грамма жирных кислот составляет приблизительно 9 ккал (39 кДж) по сравнению с 4 ккал/г (17 кДж/г) для белков и углеводов. Поскольку жирные кислоты представляют собой неполярные молекулы, они могут храниться в относительно безводной (безводной) среде. Углеводы, с другой стороны, более гидратированы и, следовательно, более поляризованы. Например, один грамм гликогена (из углеводов) может связать примерно два грамма воды, что соответствует 1.33 ккал/г (5,6 кДж/г). Это означает, что жирные кислоты могут удерживать более чем в шесть раз больше энергии.

    Иными словами, если бы человеческое тело полагалось на углеводы для хранения энергии, то человеку потребовалось бы 67,5 фунтов (31 кг) гликогена, чтобы получить энергию, эквивалентную десяти фунтам (пяти килограммам) жира.

    Другие метаболизмы

    Метаболизм лекарств

    В путях метаболизма лекарств используются специализированные ферментные системы для модификации или деградации лекарств и других ксенобиотических соединений (химических веществ, обнаруженных в организме, которые в норме не вырабатываются или не должны присутствовать, или которые присутствуют в необычно высоких концентрациях).Примеры включают следующее:

    • Цитохром Р450 оксидазная система
    • Флавинсодержащая монооксигеназная система
    • Метаболизм алкоголя

    Метаболизм азота

    Азотистый обмен включает пути оборота и выделения азота в организмах, а также биологические процессы биогеохимического азотного цикла:

    • Цикл мочевины, важен для выделения азота в виде мочевины.
    • Биологическая азотфиксация
    • Усвоение азота
    • Нитрификация
    • Денитрификация

    Ссылки

    Ссылки ISBN поддерживают NWE за счет реферальных сборов

    • Альбертс, Б.2002. Молекулярная биология клетки, четвертое издание. Гарланд Наука. ISBN 0-8153-3577-6
    • Миттендорфер, Б. Половой диморфизм в метаболизме липидов человека. Дж. Нутр. 135:681-686.
    • Радзюк Дж. 1991. Печень и метаболизм гликогена. Journal of Parenteral and Enteral Nutrition 15(3): 77S-81S

    Кредиты

    New World Encyclopedia авторов и редакторов переписали и дополнили статью Wikipedia в соответствии со стандартами New World Encyclopedia .Эта статья соответствует условиям лицензии Creative Commons CC-by-sa 3.0 (CC-by-sa), которая может использоваться и распространяться с указанием авторства. Упоминание должно быть выполнено в соответствии с условиями этой лицензии, которая может ссылаться как на авторов New World Encyclopedia , так и на самоотверженных добровольных участников Фонда Викимедиа.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.