Анаболизм и катаболизм что это?

Метаболизм: анаболизм + катаболизм

Содержание

Читатели этих строк наверняка близко знакомы с проблемой избавления от лишнего веса. Но после ознакомления с этой статьей многие смогут совсем по-другому отнестись к проблеме приведения в порядок собственного тела, слегка располневшего. Совершенно не стоит ассоциировать проблему похудения с жесткой диетой, постоянным голодом, постными и невкусными продуктами и прочими ужасами. Не диеты, способные вас уморить, нужно использовать для похудения, а стимулировать ускорение обмена веществ. Вот с тем, что такое обмен веществ, как с его помощью создать себе стройную фигуру, мы и постараемся в этой статье разобраться. Тема ускорения обмена веществ, который еще называют метаболизмом, исключительно важна и крайне необходима.

Метаболизм – что это такое

Понятие метаболизма имеет отношение к тем биохимическим процессам, которые происходят в любом живом организме и поддерживают его жизнь, помогая расти, восстанавливать повреждения, размножаться и взаимодействовать с окружающей средой. Метаболизм обычно определяют количественной характеристикой, показывающей, насколько быстро организм преобразует калории из поступающей пищи и напитков в энергию.

Обмен веществ существует в двух формах:

  • диссимиляция, разрушительный метаболизм или катаболизм;
  • ассимиляция, конструктивный метаболизм или анаболизм.

На массу тела и его композицию оказывают влияние все эти формы. Количество калорий, в которых нуждается человек, напрямую зависит от нескольких параметров:

  • физической активности человека;
  • достаточного сна;
  • рациона питания или диеты.

Метаболизм по своей сущности представляет собой преобразование энергии и веществ на основе внутреннего и внешнего обмена, катаболизма и анаболизма. В ходе созидательного процесса – анаболизма – из мелких компонентов синтезируются молекулы. Процесс этот требует для синтеза энергии. Разрушительные процессы катаболизма – это ряд химических реакций деструктивного направления, при которых сложные молекулы расщепляются на значительно более мелкие. Эти процессы, как правило, сопровождаются высвобождением энергии.

Как происходит анаболизм

Анаболизм приводит к созданию новых клеток, росту всех тканей, увеличению мышечной массы, повышению минерализации костей. Для строительства сложных полимерных соединений в ходе анаболических процессов используются мономеры. Наиболее типичные примеры мономеров – это аминокислоты, а самые частые полимерные молекулы – это протеины.

Гормоны, которые определяют анаболические процессы, это:

  • гормон роста, благодаря которому печень синтезирует гормон соматомедин, несущий ответственность за рост;
  • инсулиноподобный фактор роста IGF1, стимулирующий выработку белка;
  • инсулин, который определяет уровень наличия в крови сахара (глюкозы);
  • тестостерон, который является мужским половым гормоном;
  • эстроген – женский половой гормон.

Как происходит катаболиз

Цель катаболизма – обеспечение энергией тела человека и на клеточном уровне, и для совершения различных движений. Реакции катаболического характера происходят с разрушением полимеров на отдельные мономеры. Примеры таких реакций:

  • расщепление молекул полисахаридов до уровня моносахаридов, причем сложные молекулы углеводов типа гликогена распадаются на полисахариды, а более простые, рибоза или глюкоза, осуществляют распад до уровня моносахаридов;
  • белки расщепляются на аминокислоты.

При потреблении пищи в организме происходит расщепление питательных органических веществ, при этом разрушительном действии высвобождается энергия, сберегаемая в организме в молекулах АТФ (аденозинтрифосфата).

Основные гормонами, обеспечивающими катаболические реакции, являются:

— кортизол, который часто называют гормоном стресса;

— глюкагон, способствующий тому, что в печени усиливается распад гликогена и поднимающий в крови уровень сахара;

— цитоксины, обеспечивающие своеобразное взаимодействие клеток между собой.

Запасенная в фирме АТФ энергия служит топливом для прохождения анаболических реакций. Получается, что имеет место тесная взаимосвязь катаболизма с анаболизмом: первый обеспечивает для второго энергию, расходуемую на рост клеток, восстановление тканей, синтез ферментов и гормонов.

Если в процессе катаболизма производится избыточная энергия, то есть ее производится большее количество, чем необходимо для анаболизма, то тело человека обеспечивает ее хранение в виде гликогена или жира. В сравнении с мышечной тканью жировая относительно не активна, клетки ее бездействуют, и для поддерживания себя самих им много энергии не нужно.

Чтобы лучше понять рассказаные процессы изучите следующее изображение

В таблице приведены основные отличия между анаболическими и катаболическими процессами:

Связь метаболизма с массой тела

Связь эта, если не углубляться в теоретические выкладки, может быть описана следующим образом: вес нашего тела представляет собой последствия катаболизма за минусом анаболизма, или количество высвобожденной энергии минус та энергия, которую наше тело использует. Избыточная энергия в организме накапливается в виде жировых отложений или в виде гликогена, собирающегося в печени и в мышцах.

Один грамм жира, высвобождая энергию, может дать 9 ккал. Для сравнения соответствующее количество белков и углеводов дает по 4 ккал. Избыточный вес возникает по причине повышенной способности организма сохранять в виде жира избыток энергии, но причиной этого могут послужить также гормональные проблемы и заболевания, включая наследственные. Их негативное воздействие способно заморозить обмен веществ.

Многие считают, что у худых людей метаболизм ускоренный, а тучные люди обладают медленным метаболизмом, что и приводит их к избыточному весу. Но замедленный метаболизм редко становится истинной причиной лишнего веса. На энергетические потребности организма он, конечно, влияет, но основой для роста веса служит дисбаланс энергии в организме, когда калорий потребляется заметно больше, чем расходуется.

Уровень обмена веществ человека в процессе отдыха, который часто называют основным или базальным метаболизмом, не так уж многими способами можно изменить. Так, одной из эффективных стратегий придания метаболизму интенсивности является наращивание мышечной массы. Но более эффективной окажется стратегия, при которой определяются энергетические потребности организма, после чего под них подгоняется образ жизни. Вес будет ликвидирован более быстро и качественно.

Как распределяются потребляемые калории

Большинство потребляемой человеком энергии – 60-70% всех калорий – требуется организму для поддержки процессов жизнедеятельности в целом (базовый уровень метаболизма), на работу сердца и мозга, на дыхание и т.д. На поддержание физической активности уходит 25-30% калорий и на переваривание пищи – 10%.

Интенсивность обмена веществ в разных тканях и органах человека весьма различна. Так, мышцы человека, занимающие 33 кг от общей массы тела 84-килограммового человека, требуют всего 320 ккал, а весящая 1,8 кг печень требует 520 ккал.

Потребности человека в калориях зависят от трех основных факторов.

  1. Размер тела, тип телосложения.

Если масса тела велика, то и калорий требуется большее количество. Человек, у которого мышц больше, чем жира, нуждается в большем количестве калорий, чем весящий столько же, но имеющий меньшее соотношение мышц и жира. Те, у кого мышц больше, имеют более высокий метаболизм на базальном уровне.

  1. Возраст.

С возрастом начинают действовать сразу несколько факторов, снижающих количество калорий. Усыхание мышечной массы с возрастом повышает соотношение жира и мышц, меняется уровень метаболизма, и соответственно меняется и потребность в калориях. Есть и другие возрастные факторы, воздействующие на этот процесс:

— люди обоего пола с возрастом начинают производить меньшее количество анаболических гормонов, потребляющих энергию, снижается с возрастом и секреция гормона роста;

— коррективы в процессы использования и потребления энергии вносит менопауза;

— с возрастом снижается физическая активность человека, его работа становится менее активной и требует меньше нагрузок;

— на процесс метаболизма влияют «клеточные отходы», отмирающие с возрастом и накапливающиеся клетки.

  1. Пол.

Базальный уровень метаболизма у мужчин обычно выше, чем у женщин, соответственно, у них и соотношение мышц и жира выше. Следовательно, мужчины в среднем сжигают больше калорий при том же возрасте и весе тела.

Как рассчитать свою скорость метаболизма

Те калории, которые организм тратит на обеспечение основных функций жизнедеятельности, называют метаболизмом или скоростью обмена веществ базальной или основной. На основные функции требуется достаточно стабильное количество энергии, и потребности эти изменить не так и просто. На основной обмен веществ уходит процентов 60-70 калорий из тех, которые человек сжигает каждый день.

Стоит отметить, что с возрастом, приблизительно с 30 лет, скорость обмена веществ начинает замедляться на 6% каждое десятилетие. Рассчитать количество энергии, которое вашему организму требуется в состоянии покоя (БМ, базальный метаболизм), можно в несколько этапов:

  • измерить свой рост в сантиметрах;
  • взвеситься и записать собственный вес в килограммах;
  • вычислить БМ по формуле.

Для мужчин и женщин формулы между собой отличаются:

  • для мужчин скорость метаболизма равна: 66+(13.7 x вес в кг) + (5 x рост в см.) — (6.8 x возраст в годах);
  • для женщин скорость метаболизма равна: 655 + (9.6 x вес в кг) + (1.8 x рост в см.) — (4.7 x возраст в годах).

Так, для 25-летнего мужчины ростом 177,8 см и весом 81,7 кг BMR= 1904,564.

Приняв полученное значение за основу, можно откорректировать его по степени физической активности, умножив его на коэффициент:

  • для тех, кто ведет сидячий образ жизни – 1,2;
  • для 1-2 раза в неделю занимающихся спортом – 1,375;
  • для тех, кто занимается спортом 3-5 раз в неделю – 1,55;
  • для занимающихся спортом каждый день – 1,725;
  • для тех, кто в спортзале проводят все свое время – 1,9.

В нашем примере общие суточные затраты при умеренной активности составят 2952,0742 ккал. Именно такое количество калорий требует организм, чтобы поддерживать примерно на одном уровне свой вес. Для похудения калории надо понизить на 300-500 ккал.

В дополнение к основному обмену необходимо учитывать еще два фактора, определяющие дневной расход калорий:

  1. процессы пищевого термогенеза, связанные с перевариванием еды и ее транспортировкой. Это примерно 10% калорий из тех, которые используются за день. Эта величина также стабильна, и изменить ее практически невозможно;
  2. физическая активность – это самый легко изменяемый фактор, влияющий на ежедневное расходование калорий.

Откуда организм получает энергию для своих нужд

Метаболизм основан на питании. Организму необходимы основные энергетические составляющие – белки, жиры и углеводы. Энергетический баланс человека зависит именно от них. Углеводы, поступающие в организм, могут быть трех форм – это волокна целлюлозы, сахар и крахмал. Именно сахар с крахмалом создают основные источники необходимой для человека энергии. Все ткани организма находятся в зависимости от глюкозы, они ее применяют для всех видов деятельности, расщепляя до более простых составляющих.

Реакция сжигания глюкозы выглядит так: С6Н12О6+ 6 О2 ——> 6 CO2 + 6 H2O + энергия, при этом один грамм расщепленного углевода обеспечивает получение 4 ккал. Питание атлета должно включать сложные углеводы – перловку, гречку, рис, которые при наборе мышечной массы должны составлять 60-65% всего рациона.

Читайте также  Уровень базального метаболизма что это?

Второй источник концентрированной энергии – жиры. При своем расщеплении они производят вдвое большее количество энергии, чем белки и углеводы. Энергия из жиров получается с трудом, но при успехе ее количество намного больше – не 4 ккал, а 9.

В питании важную роль играет также набор минералов и витаминов. Непосредственного вклада в энергетику организма они не делают, но регулируют тело и нормализуют метаболические пути. В обмене веществ особенно важное значение имеют витамины А, В2 или рибофлавин, пантотеновая и никотиновая кислота.

Что такое анаболизм и катаболизм

Анаболизм и катаболизм одинаково нужные в организме процессы,и стоит узнать о них подробнее, чтобы не верить многочисленным мифам.

Записавшись в спортзал, от тренера вы часто будете слышать такие термины, как анаболизм, катаболизм и обмен веществ.

Слово “катаболизм” может вселять страх, ведь это распад мышц, как объяснил инструктор, а анаболизму, наоборот, воздаются оды и каждый тренирующийся должен к нему непременно стремиться, закрывая углеводное окно, или намешивая протеиновые коктейли прямо между подходами.

Но не все так просто. И анаболизм, и катаболизм одинаково нужные в организме процессы, поэтому стоит узнать о них подробнее, чтобы не доверять многочисленным мифам на эту тему.

Какая взаимосвязь между анаболизмом, анаболиками и анаболическим эффектом?

Анаболизм – это биохимический процесс в организме человека, благодаря которому создаются новые соединения на молекулярном уровне. Простыми словами – это генерация клеток и синтез белков и гормонов, благодаря которым происходит рост мышечных волокон, чего добиваются все спортсмены.

Анаболизм происходит под воздействием питательных веществ, минералов и витаминов, поступающих в организм в достаточном количестве.

С анаболизмом связано несколько понятий в микробиологии и медицине, одно из них – анаболический эффект.

Это взрывной рост клеток в организме, вследствие реакции на интенсивный тренинг, смену режима питания, спортивные добавки или анаболики.

Анаболизм может быть не только у мышечной ткани, но и у жировой, в широком смысле слова это понятие означает рост и обновление любых клеток в организме человека.

Но если говорить об анаболизме, как о процессе увеличения мышечных волокон, то он зависит от многих факторов:

1. Режим питания, сна и отдыха.

2. Регулярность тренировок и смена тренировочных программ.

3. Отсутствие стресса и полноценное восстановление.

4. Конституция тела и индивидуальный метаболизм.

Метаболизм или обмен веществ напрямую связан с анаболическим и катаболическим процессами, которые являются его составляющими. Скорость метаболизма отличается у людей разного телосложения, образа жизни и возраста.

У детей метаболизм очень быстрый, поэтому они так любят сладкую пищу, изобилующую быстрыми углеводами, которые нужны для получения мгновенной энергии, которую растущий организм растрачивает полностью.

У людей разного типа телосложения метаболические процессы различаются.

Выделяют три типа телосложения:

Эктоморфы – худые от природы, у них быстрый метаболизм, и им требуется гораздо больше усилий для анаболизма мышц, так как катаболические процессы преобладают в их организме.

Мезоморфы имеют от природы атлетическое телосложение, их мышцы легко отзываются на нагрузку, анаболизм и катаболизм находятся в балансе.

Эндоморфы склонны к полноте, анаболизм превалирует над катаболизмом, они легко растят как мышечную, так и жировую ткань.

В зависимости от типа телосложения следует подбирать режим тренировок и рацион питания.

К примеру, эндоморфам нужно есть больше белковых продуктов и сокращать жиры и углеводы, а эктоморфам не следует бояться жиров и углеводов, ведь если их будет недостаточно в рационе, организм будет брать энергию из протеинов, и рост мышц будет очень медленным.

Отдых между тренировками важен, так как во время полноценного отдых происходит полное восстановление организма, это время активного роста мышц, поэтому не стоит пренебрегать днями отдыха от спортзала.

Особенно, если вы не занимаетесь спортом профессионально. Да, тренирующиеся спортсмены проводят до двух тренировок в один день и почти во все дни недели, умудряясь не только не терять массу, но и набирать ее.

Это им удается благодаря бесчисленным спортивным добавкам, которые помогают быстрее восстанавливаться и тренироваться эффективнее, протеину и мегакалорийному рациону питания с большим количеством белка.

Обычному любителю достаточно 3-4 тренировок в неделю на постоянной основе, чтобы видеть прогресс в развитии силы и выносливости, изменения в теле и прирост мышечной массы.

Но, даже занимаясь регулярно, можно прийти к тому, что вы перестанете замечать собственную эволюцию в тренинге.

Многие в этот период начинают принимать различные препараты и покупать спортивное питание.

Но прежде всего, нужно обратить внимание на свою программу тренировок, которую желательно изменять или обновлять каждые три месяца. Не лишним будет изменить род физических нагрузок, например, заняться любым новым видом фитнесса.

Рацион спортсмена должен быть богат белковой пищей. Чем больше мышечной массы вы имеете, тем больше белка должно быть в рационе. Белок нужен для недопущения процесса распада мышц, для их поддержания и роста.

Сколько белка нужно именно вам, можно рассчитать по специальным формулам, которые легко найти в интернете, но не забывайте корректировать усредненные цифры, ориентируясь на индивидуальную конституцию тела.

Время сна – это время восстановления и обновления всех функций организма на клеточном уровне.

Для анаболизма мышц сон особенно важен, ведь во время сна затягиваются микротравмы мышечных волокон, полученные в результате тренинга, и, регенерируя, мышцы гипертрофируются.

Стоит ли бояться катаболизма?

Процесс, противоположный анаболическому – катаболизм. Это расщепление веществ на молекулярном уровне, распад сложных соединений на простые.

Катаболическим называется процесс расщепления белков, жиров и углеводов, получаемых из пищи, чтобы организм мог нормально функционировать.

Благодаря одному процессу происходит другой, процессы анаболизма и катаболизма взаимосвязаны и вместе они представляют собой метаболизм (обмен веществ) в организме.

Без одного процесса невозможен второй, поэтому глупо бояться катаболизма и верить мифам о нем.

Но если применять термины эмпирически, то понятно, что спортсмены боятся не катаболизма в целом, а потери мышечной массы, которую не так просто набрать, особенно эктоморфам.

Как не допустить катаболизма мышц:

1. Тренироваться регулярно и периодически менять программу тренировок.

2. Спать по 8-9 часов в сутки, регулярно отдыхать, отвлекаясь от забот и проблем.

3. Избегать стресса и потрясений, расслабляться.

4. Хорошо питаться, есть много белка или добирать его протеином.

Хороший, быстрый обмен веществ – это признак здорового человека. Если у вас есть какие-либо проблемы с организмом, недомогания или заболевания, лучше пройти медобследование перед посещением зала.

От уровня метаболизма зависит скорость его основных процессов, а значит, время и силы на постройку мышц.

Теперь вы знаете значение анаболизма и катаболизма в процессе строительства собственного тела, а значит, сумеете грамотно применить полученные знания на практике, чтобы тренироваться максимально эффективно и получать регулярный и полноценный анаболизм.

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.

Читайте также  Вакуум на пресс как делать?

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.

Анаболизм и катаболизм — энергетический обмен и взаимосвязь процессов в организме

Человеческий организм обладает удивительной способностью поддерживать прочные связи с окружающей средой, что осуществляется с помощью обмена веществ – комплекса процессов, который также называют метаболизмом (он включает в себя анаболизм и катаболизм). Обе составляющие отличаются друг от друга и играют одинаково важные роли для поддержания жизнедеятельности тела.

Понятие об обмене веществ

Метаболизмом можно обозначить как набор биохимических процессов, осуществляющихся в любом живом организме, включая тело человека. Обмен веществ нужен для обеспечения жизнедеятельности органов и систем, причем эти химические реакции позволяют нам расти, адаптироваться к условиям внешней среды, заживлять раны, размножаться, пр. Обменные процессы делятся на два вида:

  • ассимиляция (конструктивные процессы или анаболизм);
  • диссимиляция (разрушительные процессы или катаболизм).

Что такое анаболизм

Пластический обмен возможен лишь при условии наличия достаточного количества энергии. Анаболизм – это процесс образования новых клеток, структур, тканей, органических веществ в организме. Создание частиц сопровождается поглощением энергии, при этом все процессы происходят в состоянии покоя и стимулируются анаболическими гормонами (стероидами, инсулином, гормоном роста, пр.) Анаболизм способствует:

  • росту/развитию мышц;
  • минерализации костей;
  • восстановлению тканей, клеток.

Что такое катаболизм

Этапы данного процесса осуществляются с образованием энергии (при этом синтез АТФ происходит в ЦПЭ – цепи переноса электронов). Катаболизм – это энергообмен, противоположный анаболизму, который характеризуется расщеплением тканей, структур органов, сложных веществ до простых элементов. Важнейшей задачей процесса является обеспечение организма необходимой энергией и дальнейшее использование ее для нужд тела. Катаболизм вызывают:

  • стресс;
  • голодание;
  • физическая нагрузка, другие факторы, которые сопровождаются выработкой адреналина.

Взаимосвязь анаболизма и катаболизма

Оба процесса взаимосвязанные и одинаково важные для человека, они лежат в основе метаболизма. При этом энергетический обмен служит основой любой биохимии, происходящей в теле. Каждый процесс жизнедеятельности будет неосуществимым без метаболизма: благодаря трансформации энергии и веществ в организме клетки могут расти, сохранять свою структуру и развиваться, создавая сложные структуры.

Взаимосвязь анаболизма и катаболизма неоспорима, хотя два процесса являются кардинально противоположными друг другу. Вследствие катаболических реакций вырабатывается энергия и вещества, которые необходимы для осуществления анаболического процесса. При этом анаболизм обеспечивает выработку ферментов и прочих продуктов, нужных для катаболизма. К примеру, человеческий организм может самостоятельно восполнить нехватку четырнадцати аминокислот (составляющих компонентов белков). Дисбаланс метаболических процессов способен повлечь гибель всего организма.

Что происходит в процессе катаболизма

С помощью энергообмена организм получает энергию за счет разрушения биологических материалов. В ходе катаболизма происходит процесс распада крупных комплексов молекул на более мелкие, при этом происходит выработка энергии, которая нужна для здорового функционирования органов и систем. Благодаря катаболизму организм получает силы для любой физической активности – от уровня клеток, до движения всего тела. Во время катаболических реакций происходит расщепление крупных полимеров до простых мономеров – строительных единиц, из которых они формируются. Пример катаболизма:

  1. Происходит нарушение целостности нуклеиновых кислот, отвечающих за передачу генетической информации, вследствие чего они распадаются на нуклеотиды. Нуклеиновые кислоты разделяются на пентозу, пурины, пиримидины.
  2. Из полисахаридов в процессе катаболизма получаются моносахариды. Вещества (сложные углеводы) типа целлюлозы, крахмала или гликогена относятся к группе полисахаридов. Если их разрушить, организм получит простые или быстрые углеводы – рибозу, глюкозу, фруктозу (группа веществ называется моносахаридами).
  3. При распаде протеинов выходят аминокислоты. Эти вещества, сформированные вследствие катаболизма, могут повторно использовать при анаболических реакциях, превращаться в иные химические соединения или участвовать в синтезе других аминокислот. Иногда белки распадаются на аминокислоты, необходимые для синтеза глюкозы, попадающей в кровь.
Читайте также  Растянул спину в пояснице что делать?

Этапы катаболизма

Данный процесс нужен, чтобы организм получал энергию в достаточном количестве. Любые вещества, перерабатываемые в теле человека, являются источниками АТФ – специальных молекул, необходимых для накопления энергии. Количество аденозинтрифосфата ограничено, поэтому его следует постоянно пополнять и сделать это можно лишь посредством катаболизма. Энергообмен осуществляется в несколько стадий. Этапы катаболизма:

  • углеводы, белки, жиры распадаются до простых молекул в ЖКТ, вне клетки;
  • молекулы попадают внутрь клетки, в результате чего начинается накопление энергии (бескислородный этап);
  • завершаются катаболические процессы образованием углекислого газа, большого количества энергии и воды.

Что происходит в процессе анаболизма

Во время энергообмена создается материя и потребляется энергия. Как результат анаболических реакций создаются сложные субстанции. В ходе анаболизма происходит создание новых клеток и поддержание гомеостаза всех живых тканей тела. Действие организма при этом направлено на создание из простых единиц более сложные молекулы. Механизм анаболических реакций характеризуется использованием нескольких простых веществ для синтеза множества разных конечных продуктов. Примеры эффектов анаболизма – это:

  • питание костных тканей для их роста, восстановления, развития;
  • увеличение мышечной массы;
  • заживление ран;
  • рост ногтей, волос, пр.

Вследствие анаболических процессов мономеры преобразуются в полимеры – крупные молекулы, имеющие сложную структуру, включающие множество миниатюрных строительных единиц, схожих друг с другом. К примеру: аминокислоты (мономеры) в результате ряда анаболических химических реакций формируют протеины, являющиеся крупными сложными молекулами с трехмерной структурой (полимеры).

  • Самые вкусные рецепты маринада для индейки
  • Как правильно заниматься на велотренажере: программа тренировок
  • Пивные дрожжи для набора веса

Значение анаболизма и катаболизма

Энергетические обменные реакции играют очень важную роль для человека, при этом организм сможет поддерживать свое состояние в норме лишь, если анаболизм и катаболизм будут находится в равновесии. При подавлении одного из биопроцессов нарушение второго неизбежно, поскольку они тесно связаны между собой. Дисбаланс энергообмена способен вызвать различные заболевания, гормональные сбои и, как следствие, сильный набор жиров или же запуститься обратный процесс и произойдет чрезмерное похудение.

Катаболизм отвечает за разрушение мышечных тканей и других элементов для получения энергии. Реакция запускается во время стресса, плохого сна, спортивных тренировок, утомления, голода. При этом организм вырабатывает гормон кортизол, который разрушает мышцы, тем самым активирует накопление жира и повышение уровня глюкозы. Эти явления крайне нежелательны для спортсменов. Тем не менее, кортизол оказывает и позитивное действие на организм: он расщепляет мышечные аминокислоты, что крайне важно для жизнедеятельности человека.

Значение анаболизма и катаболизма для жизнедеятельности человека нельзя переоценить. Если пытаться искусственно подавить катаболические реакции, вероятно развитие гормональных сбоев, поэтому стоит научиться придерживаться правильного режима дня и контролировать развитие мышц. Осуществить это можно, если обеспечивать своему телу полноценный отдых, вести здоровый образ жизни, подобрать сбалансированное питание и грамотно составить программу тренировок. Кроме того, специалисты советуют использовать спортсменам биологически активные добавки и витамины.

Как повысить анаболизм

Только при равновесии анаболизма и катаболизма будет обеспечен правильный обмен веществ и здоровое состояние человека. Чрезмерное преобладание одного процесса над другим становится причиной развития разных патологий, поэтому стоит проконсультироваться у врача, прежде чем решиться повысить анаболизм. Сделать скорость энергообмена высокой можно такими способами:

  1. Диета. Увеличение количества потребляемого белка приводит к закономерному росту объема строительных материалов для мышц. При этом лишний протеин не будет так полезен, если употреблять низкокалорийную пищу, поскольку организму не хватит энергии на его усвоение. Питание должно быть сбалансированным, тогда клетки будут получать необходимый строительный материал быстрее и мышечные ткани начнут расти.
  2. Сон. Полноценный отдых очень важен для анаболизма, особенно, если в этот день человек занимался спортом.
  3. Режим питания. Без своевременного поступления в организм питательных веществ процесс роста тканей невозможен.
  4. Психическая стабильность. Для снижения скорости катаболических реакций важно избегать стрессовых ситуаций.
  5. Прием допинговых препаратов. Эта мера крайне нежелательна для ускорения анаболизма, поскольку часто приводит к проблемам на гормональном уровне и другим патологиям.

Анаболизм и катаболизм в спорте

Поскольку физические нагрузки являются серьезным стрессом для организма, они запускают катаболические процессы. Тренировки формируют необходимость искать дополнительные источники энергии (организм берет их не только из жировых отложений, но и в белках – строительных единицах мышц). Что такое катаболизм мышц? Это закономерный процесс, при котором энергия, необходимая для физических усилий, вырабатывается путем распада мышечных тканей.

Анаболизм и катаболизм в спорте – всегда актуальная тема, поскольку для спортсменов важно сохранить максимум или даже нарастить объем мышц. Одной из основных задач человека любого возраста, который активно занимается спортом, является ослабление катаболических реакций белков и активизация анаболического процесса. Уравновесить анаболизм и катаболизм бодибилдеру можно с помощью правильного питания, соблюдения режима отдыха и приема спортивных добавок (протеина, пр.).

Как ускорить метаболизм

От метаболизма зависит если не все, то очень многое. Именно он в ответе за «превращения», которые каждую секунду происходят в нашем организме.
Речь о нашей внутренней «химии». Белки, жиры, углеводы, вода, витамины поступают в организм. Благодаря обмену веществ (метаболизму) они преобразовываются в энергию и нужные соединения, а в это время ненужные продукты выводятся наружу. О том, что это за столь магический процесс и как избежать его поломок, читателям «Летидора» рассказала Зулай Зиявдиновна Ибрагимова, заведующая отделением диетологии и нутрициологии клиники Адаптационной медицины X-Clinic.

Что такое метаболизм

Метаболизм представляет собой обмен веществ, определенный перечень биохимических реакций, которые протекают в нашем организме и поддерживают все его процессы.

Обычно метаболизм делят на две части — катаболизм и анаболизм. В ходе катаболизма из сложных веществ образуются более простые, а анаболизм – это обратный процесс, когда из более простых синтезируется более сложные вещества. Все органы и системы работают на уровне нанохимии. Метаболизм зависит от возраста, пола, гормонального фона, наличия или отсутствия соматических заболеваний. Кроме того, метаболизм имеет свои особенности в зависимости от наличия или отсутствия генетических мутаций (полиморфизмов). Метаболизм можно ускорить, а можно — замедлить. Все это регулируется образом жизни, диетой, гормональным статусом и другими факторами. С возрастом метаболизм замедляется. Это закономерно и является в свою очередь элементом самосохранением для организма.

Все объяснимо: чем быстрее протекает метаболизм, тем быстрее стареет и изнашивается организм.

Можно ли ускорить метаболизм

Проблемы с гликированием (это химическая реакция соединения сахаров с белками), снижение функции щитовидной железы, гипогонадизм (состояние, вызванное недостаточностью функций половых желез) могут вызывать замедление обмена веществ. В этом случае ускорить метаболизм можно путем коррекции его нарушений в организме. Например, при наличии соматических нарушений метаболизм чаще корректируется через гормональный статус. Если человек здоров, но у него возник метаболический синдром на фоне избытка калорий, тогда на обмен веществ оказывается влияние с помощью правильного питания и физических нагрузок.

Ускоряют метаболизм белковые продукты, сложные углеводы. Существуют вещества-стимуляторы, например кофеин, танины, которые способны искусственно сделать метаболизм быстрее. Но это не физиологично и может повлечь за собой неприятные последствия!

Как спорт, диета и привычки влияют на метаболизм

Для нормализации метаболизма важно соблюдать некоторые правила.

Занимайтесь спортом

Физические нагрузки позволяют уплотнить мышцы, улучшить их качество и благоприятно повлиять на митохондрии, которые отвечают за метаболизм (напомню, митохондрии — «энергетические станции», которые находятся внутри клеток большинства живых организмов).

Сбалансированно питайтесь

Употребляйте в течение дня большое количество овощей, норму белка, грубую клетчатку, фрукты, крупы (но в умеренном количестве).

Можно обратить внимание на водоросли, так как они насыщают организм йодом. Из йода образуется гормон щитовидной железы, который в свою очередь усиливает обмен веществ.

Соблюдайте циркадные ритмы сна

Если мы ночью не отдыхаем либо отходим ко сну, нарушая свои циркадные ритмы, это негативно сказывается на работе митохондрий. К слову, еще несколько лет назад датские и американские ученые доказали, что у тех, кто недосыпает, в клетках крови существенно снижается количество копий митохондриальной ДНК.

Не перегружайте организм едой вечером

Опять же, это напрямую отражается на качестве сна. А недостаток сна, как известно, вызывает негативные изменения в организме человека на клеточном уровне.

Будьте осторожны со «стимуляторами» метаболизма

Такие добавки, как кофе, зеленый чай, корица, уксус, имбирь, являются стимуляторами метаболизма. Но ждать от их употребления большого эффекта не стоит. Ускоряя метаболизм, большая часть из этих продуктов выводит жидкость из организма либо стимулирует выделение ферментов, усиливая пищеварение и аппетит. Поэтому я не могу сказать, что существуют продукты, усиливающие метаболизм и дающие прекрасный результат.

Исключите строгие диеты

Низкокалорийные длительные диеты — огромный стресс для организма. В начале такая диета может спровоцировать снижение веса, но затем, вводя организм в стресс, она включает систему компенсации стресса, то есть избыточное жироотложение. Если вы голодаете первый раз и это дает ощутимый результат, то в следующий раз скинете намного меньше, а еще через 3-4 попытки вообще перестанете худеть. И когда вы начнете принимать пищу даже не полноценно, а в среднем количестве, то будете набирать вес еще больше. Поэтому важно исключить строгие жесткие диеты и голодание.

Пейте достаточное количество воды и соблюдайте питьевой режим

Для нашего организма важно, в какой среде протекают биохимические реакции: в жидкой подвижной здоровой среде или в гелеобразной токсичной, в которой все процессы замедляются.

Не забывайте про физиопроцедуры

Хочу отметить, что кроме физических нагрузок, правильного питания, здорового сна, метаболизм могут ускорять физиопроцедуры. Массажи, лимфодренажные процедуры, криосауны, инфракрасные сауны, обертывания — все это работает как система детокса и является запуском обмена веществ.

Подписаться на новости

В соответствии с Федеральным законом № 152-ФЗ «О персональных данных» от 27.07.2006, отправляя любую форму на этом сайте, вы подтверждаете свое
согласие на обработку персональных данных.