Что такое катаболизм и анаболизм: Метаболизм, катаболизм, анаболизм I Что это и как влиять?

26.09.2019 0 Разное

Содержание

Особенности метаболических процессов человека, метаболизм и катаболизм

Соглашение пользователя

1. Присоединяясь к настоящему Соглашению и оставляя свои данные на Сайте https://profit-consort.ru/, (далее — Сайт), принадлежащем Шевцову О.П. (далее — Администрация Сайта), путем заполнения полей форм онлайн-заявок, Пользователь:
— подтверждает, что все указанные им данные принадлежат лично ему,
— подтверждает и признает, что им внимательно в полном объеме прочитано данное Соглашение и условия обработки Администрацией Сайта его персональных данных, указываемых им в полях онлайн-заявок, текст соглашения и условия обработки персональных данных ему понятны;

— дает согласие на обработку Администрацией Сайта предоставляемых в составе информации персональных данных в целях заключения между ним и Администрацией Сайта настоящего Соглашения, а также его последующего исполнения;
— выражает согласие с условиями обработки персональных данных без оговорок и ограничений, а именно с совершением Администрацией Сайта действий, предусмотренных п. 3 ч. 1 ст. 3 Федерального закона от 27.07.2006 N 152-ФЗ «О персональных данных», и подтверждает, что, давая такое согласие, он действует свободно, по своей волей и в своих интересах.

2. Администрация Сайта использует персональные данные Пользователя для:
— обработки персональных данных, которые необходимы для предоставления и оказания услуг Пользователю;
— создания, анализа и мониторинга клиентской базы;
— информирования Пользователя о конкурсах и рекламных акциях;
— рассылки новостей Сайта Пользователю;
— информирования Пользователя о новых продуктах и услугах;
— информирования об акциях и специальных предложениях;
— уведомления Пользователя о различных событиях.

3. Администрация Сайта вправе обрабатывать персональные данные посредством внесения их в электронные базы данных, включения в списки (реестры) и внутренние отчетные формы. Обработка персональных данных может быть, как автоматизированная, так и без использования средств автоматизации.

4. Принимая условия настоящего Соглашения, Пользователь также соглашается с получением информационной и(или) рекламной рассылки по телефону (в формате смс-сообщений) и/или по электронной почте от Администрации Сайта.

5. Соглашение действует бессрочно с момента предоставления Пользователем своих данных и может быть отозвано Пользователем в любой момент путем направления Пользователем соответствующего распоряжения или заявления в простой письменной форме на адрес электронной почты info@profit-consort. ru

6. Администрация Сайта имеет право вносить изменения в настоящее Соглашение. При внесении изменений в актуальной редакции указывается дата последнего обновления. Новая редакция Соглашения вступает в силу с момента ее размещения, если иное не предусмотрено новой редакцией Соглашения.

7. Действующая редакция Соглашения находится на Сайте на странице по адресу:
https://profit-consort.ru

8. К настоящему Соглашению и отношениям между Пользователем и Администрацией Сайта, возникающим в связи с применением Соглашения, подлежит применению право Российской Федерации.

г. Москва

16.10.2017

profit-consort.ru

Катаболизм и анаболизм | ЦДО InstructorPRO⠀⠀

Катаболизм и анаболизм – это два процесса, которые составляют метаболизм. И протекают во всех живых организмах. Они отвечают за разрушение и строительство тканей, образование и расход энергии. Конечно же, нас эти процессы интересуют в связи с наращиванием мышечной массы и уменьшением жировой ткани.

Анаболизм – это биохимические реакции, направленные на рост и строительство тканей. Соединяя мелкие молекулы в более крупные. Например, аминокислоты, участвуют в синтезе белков. Анаболические процессы используют энергию, полученную в результате катаболических. Гормоны, участвующие в анаболизме:

— Эстроген.

— Инсулин.

— Гормон роста.

— Тестостерон.

Катаболизм – это биохимические реакции, направленные на расщепление более крупных молекул на мелкие. Тут уже идет обратный процесс: белки, липиды расщепляются до аминокислот. И дальнейшее использование их в качестве источника энергии. Гормоны, которые используются в процессе катаболизма:

— Адреналин.

— Кортизол.

— Цитокины.

— Глюкагон.

Катаболические и анаболические упражнения

Определить их очень просто. Катаболические упражнения, как правило, представлены аэробными. А анаболические – анаэробными. Кардио упражнения направлены на долгую аэробную нагрузку, в результате которой тело уменьшает массу тела. Уменьшается не только жировая ткань, но и мышечная масса.

Силовые тренировки или анаэробные, направлены на увеличение массы тела, за счёт увеличения мышечной массы. Так же такие упражнения позволяют поддерживать уже существующие мышцы. Лучшим вариантом будет совмещение этих двух видов тренинга. Добавление кардио упражнений во время силовой тренировки. Или включение силового элемента во время аэробной тренировки (ВИИТ тренировки  или спринты).

Факторы, влияющие на увеличение анаболических реакций:

— Здоровый сон. Именно во время сна идёт процесс восстановления. К тому же, во время сна выделяются необходимые гормоны для обеспечения процессов анаболизма.

— Питание. Употребление большого количества белка, высококалорийной пищи и частые приемы еды способствуют постоянному наличию питательных веществ, необходимые для роста мышц.

— Спортивное питание. Оно поможет дополнить основное питание и добавить недостающие микроэлементы.

— Уменьшение времени тренировок. Во время тренировок запускаются катаболические реакции.

— Необходимо избегать переутомления и стресса.

Теперь имея представление о том, как работает катаболизм и анаболизм, можно выстраивать свой тренировочный процесс, чтобы он был максимально эффективным.

 

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.

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.

Катаболизм и анаболизм — Sportivnoe.ru

В организме человека протекают 2 противоположные реакции:

Процесс, синтезирующий новые структуры, а также поддерживающий рост и обновление тканей и мышц, называют анаболизмом. Данный процесс происходит в состоянии покоя и, конечно же, во время действия гормонов: гормон роста, пептиды, анаболических гормонов (инсулин, тестостерон). Этот процесс не может протекать в нашем организме без достаточного количества аминокислот – строительного материала.

Второй процесс, разрушающий структуры и вещества (чаще всего именно мышцы), а также являющийся необходимым для образования так называемых простых веществ (аминокислот, глюкозы), которые обычно используются для различных экстренных нужд, называют катаболизмом.

Для бодибилдеров катаболизм белков отыгрывает особую роль, ведь этот процесс способствует разрушению мышечной ткани, вследствие чего зачастую образуются свободные аминокислоты. Катаболические реакции чаще всего провоцируются стрессовыми ситуациями, физической нагрузкой, утомлением, голодом и прочими явлениями, которые могут сопровождаться подъемом концентрации адреналина, кортизола, и в меньшей мере гормоном щитовидной железы.

Советы:

  1. Наибольший всплеск уровня кортизола, а соответственно, степени катаболических процессов наблюдается после пробуждения. Соответственно, первый прием пищи должен быть богат углеводами (как быстрыми, так и медленными) и BCAA аминокислотами. Так ваш организм получит необходимые белки из пищи, а не из собственных мышц и тканей.
  2. Наибольший всплеск гормона роста наблюдается во время тренировок, причем уровень зависит от тяжести тренировки, поэтому ноги спортсмены тренируют всегда. И второй всплеск наблюдается когда человек засыпает.
    Поэтому, после тренировки и перед сном рекомендуется принимать белок — сывороточный или казеиновый протеин.

Вашим друзьям будет интересна статья? Поделитесь ею

Учебная программа лечебного факультета

Содержание предмета биохимия. Биохимия белка. Строение, физико–химические и химические свойства протеиногенных аминокислот и белков. Классификации белков. Функции белков и пептидов. Биосинтез белка. Конформация белковой молекулы. Механизмы взаимодействия белок–лиганд. Денатурация белка. Методы исследования белков. Энзимология. Строение и механизмы функционирования ферментов. Классификация, индексация и номенклатура ферментов. Особенности ферментов в качестве биологических катализаторов. Кинетика ферментативного катализа. Уровни регуляции ферментов. Понятие о метаболических путях. Катаболизм и анаболизм. Энзимодиагностика и энзимотерапия. Типы и механизмы биологического окисления. Митохондриальное окисление: субстраты, цепи транспорта электронов, сопряжение с процессом окислительного фосфорилирования.

Виды внемитохондриального окисления, их роль. Активные формы кислорода. Антиоксидантная система. Биологически важные углеводы человека. Переваривание и всасывание углеводов. Метаболические пути обмена углеводов, связанные с получением энергии в виде АТФ. Структурные углеводы, их синтез. Роль ГАГ, протеогликанов, углеводных компонентов гликопротеинов и гликолипидов. Источники глюкозы в крови, регуляция ее концентрации. Механизмы гликирования и гликозилирования биомолекул. Липиды организма человека: определение, классификация. Переваривание и всасывание липидов. Строение и функции триглицеридов. Синтез и распад триглицеридов. Кетоновые тела: их синтез, утилизация и роль в организме человека. Мембранные липиды: строение, свойства, роль. Синтез и распад мембранных липидов. Системы транспорта липидов. Фракции липопротеинов, методы их исследования. Биологически активные продукты катаболизма липидов. Многообразие белков организма человека. Механизмы посттрансляционной модификации белка. Азотистый баланс.
Пищевая ценность белков. Переваривание белков в желудочно–кишечном тракте, всасывание аминокислот. Этапы катаболизма белка. Протеолиз. Роль тотального и ограниченного протеолиза. Регуляция протеолитических систем. Трансаминирование и дезаминирование аминокислот. Синтез заменимых аминокислот. Пути образования и обезвреживания аммиака. Пути образования и обезвреживания биологически активных продуктов аминокислотного обмена. Синтез, распад и роль креатина. Роль аминокислот в синтезе гемма и нуклеиновых кислот. Строение и функции нуклеиновых кислот. Функции нуклеотидов. Биохимические основы синтеза нуклеиновых кислот. Посттранскрипционная модификации РНК. Синтез и распад нуклеотидов. Строение и классификация гемопротеинов. Молекулярные формы и производные гемоглобина. Синтез и распад гема. Прямой и непрямой билирубин. Обмен воды и минеральный веществ и их регуляция. Состав плазмы крови. Белковые фракции крови. Функции белковых и небелковых компонентов крови. Система свертывания крови и фибринолиза.
Белки иммунной системы. Системы регуляции сосудистого тонуса. Особенности химического состава и метаболизма эритроцитов и лейкоцитов. Состав миоцитов. Механизм мышечного сокращения. Источники энергии для мышечной ткани. Особенности химического состава и метаболизма нервной ткани. Химическая классификация нейромедиаторов. Функции почек. Биохимические механизмы экскреторной и гомеостатичской функций почек. Гормоны почки. Гормональная регуляция мочеобразования. Химический состав мочи человека.

Способы ускорения метаболизма

Метаболизм – это обмен веществ в организме, в результате которого человек получает энергию для жизнедеятельности. Делится на два противоположных процесса – катаболизм и анаболизм. Первый отвечает за расщепление поступающих в организм с пищей витаминов, микроэлементов, аминокислот и прочих полезных веществ. Второй синтезирует то, что разобрал на отдельные части катаболизм, для обеспечения процессов, например, регенерации, наращивания мышечной массы.

Кому нужно ускорять метаболизм?

Все люди делятся на активных и пассивных, а также тех, кто любит много и со вкусом поесть, особенно вредные продукты, и тех, кто разборчив в еде и не всякое блюдо попробует. Также есть личности склонные к полноте и те, кто, даже съев «слона», не поправится ни на грамм. Причём среди последних найдётся много офисных работников, которые по странной причине не толстеют, как их коллеги, прибавляющие килограммы от одного только вдыхания вкусных запахов.

Обмен веществ у каждого свой. У стройных людей, как правило, принципы правильного питания и двигательной активности заложены с детства. Они даже не осознают, почему отказываются от еды на ночь или зачем ходят пешком до работы или обратно.

У пышных людей всё наоборот. Их образ жизни – много поспать, плотно поесть непосредственно перед тем, как лечь в кровать, на работу и домой добраться на личном или общественном транспорте. Про таких говорят: «Метаболизм нарушен». Полным людям рекомендуется его ускорить. Для этого существует много разных способов.

Важно!
Человек может набирать лишние килограммы по причине гормонального сбоя или какого-то заболевания (например, гипотиреоз, генетические патологии, синдром Иценко-Кушинга и другие). Перед тем, как сесть на диету или отправиться в спортзал, проконсультируйтесь с врачом.

Как ускорить метаболизм?

Всё просто – нужно сжигать ровно столько калорий, сколько поступает в организм с пищей. Но делать это нужно правильно. Нельзя увеличивать физические нагрузки и одновременно садиться на строгую диету. Для тела это огромный стресс. Вместо похудения оно начнёт запасать впрок то немногое, что будет съедаться, а значит результат, если и будет, то незначительный.

9 правил улучшить метаболизма в домашних условиях:
  1. Сходите к диетологу. Это первый и самый важный пункт. Предварительно не помешает сделать полное обследование организма. Возможно, выявится какой-то патологический процесс, который нужно предотвратить. Диетолог ознакомит вас с данными обследования и подберёт индивидуальную диету.
  2. Начните больше двигаться. Если работа связана с постоянным сидением за столом – выходите на пару остановок раньше и добирайтесь оставшееся расстояние пешком. Поднимайтесь по лестнице самостоятельно – не пользуйтесь лифтом. Откажитесь от поездок на машине в соседний магазин – прогуляйтесь, заодно подышите свежим воздухом.
  3. Пейте кофе и зелёный чай. С первым напитком будьте осторожнее – одной чашки в день вполне достаточно.
  4. Уменьшите количество жиров и углеводов и увеличьте суточный объём белка. Это полезно для похудения.
  5. Введите в рацион овощи, фрукты, зелень. Не переусердствуйте с бананами – в них много сахара, особенно в переспелых.
  6. Заправляйте блюда специями. Чёрный и красный (чили) перцы, имбирь, корица, куркума, гвоздика, чабрец, душица, розмарин – они хорошо ускоряют обмен веществ и придают еде пикантный вкус.
  7. Питайтесь дробно. Редкий и обильный приём пищи провоцирует организм запасать жир впрок. Частое питание небольшими порциями позволяет сжигать калории быстрее.
  8. Много пейте, если к этому нет противопоказаний.
  9. Запишитесь в спортзал. Чтобы правильно подобрать программу тренировок, обратитесь за помощью к тренеру.

И ещё одна рекомендация – исключите из жизни стресс. Это неплохой способ похудеть без диет.

В медицинском центре Диагноз вас проконсультирует врач-диетолог, с проведением импедансометрии (определение процентного соотношения воды, мышечной и жировой ткани биоимпедансметром), назначение индивидуальной диеты, и её коррекция.

Записаться на прием врача-диетологу можно по телефону 8 (351) 217-20-20 и через форму обратной связи (в шапке сайта). 

Стоимость услуг указана в разделе Прайс.

Метаболизм | справочник Пестициды.

ru Cхема метаболических процессов

Cхема метаболических процессов

Процессы метаболизма

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

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

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

Превращение сульфооксида в сульфон

Превращение сульфооксида в сульфон

Использовано изображение:[2]

Метаболизм пестицидов

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

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

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

Окисление тионофосфатов

Окисление тионофосфатов

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

Использовано изображение:[2]

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

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

Близкие статьи

Ссылки:

Все статьи о токсикологии в разделе: Основы токсикологии

 

Статья составлена с использованием следующих материалов:

Литературные источники:

1.

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

2.

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

3.

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

4.

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

Свернуть Список всех источников

23.7A: Катаболико-анаболическое устойчивое состояние — Medicine LibreTexts

Катаболические реакции, разрушающие сложные молекулы, обеспечивают энергию, необходимую анаболическим реакциям для образования сложных молекул.

ПРИМЕРЫ

Младенцы в первые годы жизни стремительно растут, поэтому требуется преобразование достаточного количества топлива в энергию, необходимую для ускорения этого роста. Отсюда причина того, что когда большинство младенцев не спят, они обычно едят.

Анаболические реакции требуют энергии.Химическая реакция, при которой АТФ превращается в АДФ, обеспечивает энергией этот метаболический процесс. Клетки могут сочетать анаболические реакции с катаболическими реакциями, которые высвобождают энергию, чтобы сформировать эффективный энергетический цикл. Катаболические реакции превращают химическое топливо в клеточную энергию, которая затем используется для инициирования энергоемких анаболических реакций. АТФ, молекула с высокой энергией, соединяет анаболизм путем высвобождения свободной энергии. Эта энергия не приходит через разрыв фосфатных связей; вместо этого он высвобождается в результате гидратации фосфатной группы.

Анаболизм и катаболизм : Катаболические реакции высвобождают энергию, в то время как анаболические реакции расходуют энергию.

Анаболизм противоположен катаболизму. Например, синтез глюкозы — это анаболический процесс, а расщепление глюкозы — катаболический процесс. Анаболизм требует поступления энергии, описываемого как процесс потребления энергии («подъем в гору»). Катаболизм — это процесс «под уклон», при котором энергия высвобождается по мере того, как организм использует энергию.Анаболизм и катаболизм необходимо регулировать, чтобы избежать одновременного протекания двух процессов. У каждого процесса есть свой набор гормонов, которые включают и выключают эти процессы. Анаболические гормоны включают гормон роста, тестостерон и эстроген. Катаболические гормоны включают адреналин, кортизол и глюкагон. Баланс между анаболизмом и катаболизмом также регулируется циркадными ритмами, при этом такие процессы, как метаболизм глюкозы, колеблются, чтобы соответствовать нормальным периодам активности животного в течение дня.

Анаболизм можно рассматривать как набор метаболических процессов, в которых синтез сложных молекул инициируется энергией, высвобождаемой в результате катаболизма. Эти сложные молекулы производятся в ходе систематического процесса из небольших и простых предшественников. Например, анаболическая реакция может начинаться с относительно простых молекул-предшественников (созданных ранее в результате катаболических реакций) и заканчиваться довольно сложными продуктами, такими как сахар, определенные липиды или даже ДНК, которая имеет чрезвычайно сложную физическую структуру. Повышенная сложность продуктов анаболических реакций также означает, что они более богаты энергией, чем их простые предшественники.

Анаболические реакции представляют собой расходящиеся процессы. То есть относительно небольшое количество типов сырья используется для синтеза широкого спектра конечных продуктов, что приводит к увеличению размера ячеек, сложности или и того, и другого. Анаболические процессы отвечают за дифференциацию клеток и увеличение размеров тела. Этим процессам приписывается минерализация костей и мышечная масса.Анаболические процессы производят пептиды, белки, полисахариды, липиды и нуклеиновые кислоты. Эти молекулы включают в себя все материалы живых клеток, такие как мембраны и хромосомы, а также специализированные продукты определенных типов клеток, такие как ферменты, антитела, гормоны и нейротрансмиттеры.

Анаболизм и катаболизм — разница и сравнение

Анаболические и катаболические процессы

Анаболические процессы используют простые молекулы в организме для создания более сложных и специализированных соединений. Этот синтез, создание продукта из ряда компонентов, является причиной того, что анаболизм также называют «биосинтезом». Этот процесс использует энергию для создания своих конечных продуктов, которые организм может использовать для поддержания себя, роста, исцеления, воспроизводства или адаптации к изменениям в окружающей среде. Рост и рост мышечной массы — два основных анаболических процесса. На клеточном уровне анаболические процессы могут использовать небольшие молекулы, называемые мономерами, для создания полимеров, что часто приводит к образованию очень сложных молекул. Например, аминокислоты (мономеры) могут быть синтезированы в белки (полимеры), так же как строитель может использовать кирпичи для создания большого количества зданий.

Катаболические процессы разрушают сложные соединения и молекулы с выделением энергии. Это создает метаболический цикл, где анаболизм затем создает другие молекулы, которые разрушаются катаболизмом, многие из которых остаются в организме для повторного использования.

Основным катаболическим процессом является пищеварение, при котором питательные вещества попадают в организм и расщепляются на более простые для использования организмом компоненты. В клетках катаболические процессы расщепляют полисахариды, такие как крахмал, гликоген и целлюлозу, на моносахариды (например, глюкозу, рибозу и фруктозу) для получения энергии.Белки расщепляются на аминокислоты для использования в анаболическом синтезе новых соединений или для вторичной переработки. А нуклеиновые кислоты, содержащиеся в РНК и ДНК, катаболизируются до нуклеотидов как часть энергетических потребностей организма или с целью исцеления.

Гормоны

Многие метаболические процессы в организме регулируются химическими соединениями, называемыми гормонами. В целом гормоны можно разделить на анаболические или катаболические в зависимости от их воздействия на организм.

К анаболическим гормонам относятся:

  • Эстроген: Присутствует как у мужчин, так и у женщин, эстроген вырабатывается в основном в яичниках. Он регулирует некоторые женские половые признаки (рост груди и бедер), регулирует менструальный цикл и играет роль в укреплении костной массы.
  • Тестостерон: Присутствующий как у женщин, так и у мужчин, тестостерон вырабатывается в основном в яичках. Он регулирует некоторые мужские половые признаки (волосы на лице, голос), укрепляет кости и помогает наращивать и поддерживать мышечную массу.
  • Инсулин: Вырабатывается в поджелудочной железе бета-клетками, он регулирует уровень в крови и использование глюкозы. Организм не может использовать глюкозу, главный источник энергии, без инсулина. Когда поджелудочная железа не может вырабатывать инсулин или когда организм изо всех сил пытается переработать вырабатываемый им инсулин, это приводит к диабету.
  • Гормон роста: Вырабатываемый гипофизом гормон роста стимулирует и регулирует рост на ранних этапах жизни.После созревания он помогает регулировать восстановление костей.

Катаболические гормоны включают:

  • Адреналин: Адреналин, также называемый «адреналином», вырабатывается надпочечниками. Это ключевой компонент реакции «бей или беги», которая увеличивает частоту сердечных сокращений, открывает бронхиолы в легких для лучшего поглощения кислорода и наполняет организм глюкозой для быстрой энергии.
  • Кортизол: Также вырабатывается надпочечниками, кортизол известен как «гормон стресса».«Он выделяется во время беспокойства, нервозности или когда организм испытывает длительный дискомфорт. Он повышает кровяное давление, уровень сахара в крови и подавляет иммунные процессы организма.
  • Глюкагон: Глюкагон, продуцируемый альфа-клетками поджелудочной железы, стимулирует расщепление гликогена на глюкозу. Гликоген накапливается в печени, и когда организму требуется больше энергии (упражнения, борьба, высокий уровень стресса), глюкагон стимулирует печень катаболизировать гликоген, который попадает в кровь в виде глюкозы.
  • Цитокины: Этот гормон представляет собой небольшой белок, который регулирует связь и взаимодействие между клетками. Цитокины постоянно производятся и расщепляются в организме, а их аминокислоты либо повторно используются, либо используются для других процессов. Двумя примерами цитокинов являются интерлейкин и лимфокины, которые чаще всего высвобождаются во время иммунного ответа организма на инвазию (бактерии, вирус, грибок, опухоль) или повреждение.

Как метаболизм влияет на массу тела

Вес тела человека будет конечным результатом катаболизма минус анаболизм: по сути, сколько энергии высвобождается в тело, за вычетом того, сколько энергии используется телом.Избыточная энергия, добавляемая к телу, хранится в виде жира или гликогена в печени и мышцах. Если цель человека — похудеть, основной метод — увеличить потребление энергии при одновременном снижении потребления энергии, желательно под наблюдением врача.

Большинство людей указывают на метаболизм как на причину избыточного или недостаточного веса, но метаболические процессы мало различаются от человека к человеку. Вера в то, что у одних людей наблюдается «высокий» или «быстрый» метаболизм, в то время как другие страдают «медленным» или «низким» метаболизмом, не поддерживается наукой. [1] Что действительно сильно различается, так это количество физической активности и качество / количество пищи, потребляемой людьми с так называемым «быстрым» и «медленным» метаболизмом. Люди с избыточным весом просто имеют метаболический (энергетический) дисбаланс, при котором их организм потребляет больше энергии, чем они расходуют на регулярной основе, а избыток сохраняется в виде жира.

Существуют метаболические нарушения, которые могут повлиять на массу тела, такие как гипотиреоз или гипертиреоз. Гипотиреоз — это состояние, при котором щитовидная железа снижает выработку гормонов, снижая уровень потребления энергии организмом.Люди с гипотиреозом склонны набирать вес, если они не соблюдают очень строгий режим диеты и физических упражнений. Обратное происходит с гипертиреозом, заболеванием, при котором резко возрастает гормональный фон щитовидной железы, а потребление энергии организмом становится чрезмерным.

Поскольку изменение базовой скорости метаболизма практически невозможно для людей с метаболическими нарушениями, лучший способ достичь идеальной массы тела — это долгосрочные изменения в диете и уровнях физических упражнений. Анаболический процесс наращивания мышечной массы с помощью упражнений, танцев, йоги, садоводства или другой физической активности в конечном итоге приводит к уменьшению массы тела (меньшему количеству жира) и повышению потребности в энергии (катаболизм) для питания мышечных клеток.Пищевая ценность пищи также является ключевым фактором, позволяющим избежать «пустых» калорий, в основном излишков жира и сахара, которые организм не может использовать и в конечном итоге откладывает. Катаболизм разрушает все, независимо от его пищевой ценности. Чтобы анаболические процессы работали на оптимальном уровне, в организме должны быть необходимые питательные вещества. Употребление более здоровой пищи помогает организму строить себя более здоровым образом.

Анаболические и катаболические упражнения

Анаболические упражнения — это обычно упражнения для наращивания мышечной массы, такие как поднятие тяжестей и изометрические упражнения (сопротивление).Однако любые анаэробные упражнения (без использования кислорода) в основном анаболические. К анаэробным упражнениям относятся бег на короткие дистанции, прыжки со скакалкой, интервальные тренировки или любые другие упражнения, выполняемые с высокой интенсивностью в течение коротких периодов времени. Благодаря этим действиям организм вынужден использовать свои непосредственные запасы энергии, а затем удалять накопившуюся в мышцах молочную кислоту. Чтобы подготовиться к следующему усилию, тело увеличивает мышечную массу, укрепляет кости и использует аминокислоты для увеличения запасов белка. Некоторые аминокислоты поступают из жира, хранящегося в организме.

Катаболические упражнения в основном аэробные, то есть они потребляют кислород и помогают сжигать калории и жир. Использование кислорода является ключевым фактором катаболизма, поскольку кислород является восстановителем во многих химических процессах. Типичные катаболические / аэробные упражнения — это бег трусцой, езда на велосипеде, плавание, танцы или любая физическая активность, выполняемая не менее 20 минут с умеренной интенсивностью. Время является основным фактором получения результатов, потому что примерно через 15-20 минут организм переключается с использования глюкозы и гликогена на использование жира для поддержания энергетических потребностей организма.Для этого катаболического процесса требуется кислород. Последовательно сочетая аэробные и анаэробные упражнения, человек может использовать анаболические и катаболические процессы для достижения или поддержания идеальной массы тела, а также для улучшения и поддержания общего состояния здоровья.

Катаболические продукты

Идея о том, что некоторые продукты могут способствовать катаболизму и, таким образом, способствовать снижению веса, не поддерживается наукой. С биологической точки зрения, пищеварение предназначено для извлечения питательных веществ и энергии из пищи; если бы процесс вызвал катаболизм, живой организм пострадал бы от приобретения меньшего количества ресурсов, чем он вложил в их получение.С точки зрения физики, катаболическая пища будет стоить больше энергии для обработки, чем та, которую она предоставит организму, что приведет к потере энергии, которая заканчивается смертью. Никакой пищеварительный процесс не может привести к потере чистой энергии и поддержанию жизни организма.

Однако есть некоторые продукты, у которых затраты калорий на их обработку немного превышают калорийность, которую они обеспечивают системой. Яркий пример — вода, особенно ледяная. Организму необходимо согреть его, прежде чем впитать, что приводит к небольшому дефициту калорий. Продукты с очень высоким содержанием воды, такие как сельдерей, также обладают крошечным катаболическим эффектом. Но питательная ценность воды и сельдерея недостаточно высока для надлежащего поддержания организма, поэтому полагаться исключительно на эти продукты для похудения может привести к серьезным осложнениям со здоровьем.

Список литературы

Катаболизм — определение и примеры

Определение катаболизма

Катаболизм — это часть метаболизма , отвечающая за разрушение сложных молекул на более мелкие.Другая часть метаболизма, анаболизм , превращает простые молекулы в более сложные. Во время катаболизма энергия высвобождается из разрушающихся связей больших молекул. Обычно эта энергия сохраняется в связях аденозинтрифосфата (АТФ). Катаболизм увеличивает концентрацию АТФ в клетке, поскольку он расщепляет питательные вещества и пищу. АТФ в таких высоких концентрациях с большей вероятностью откажется от своей энергии при высвобождении фосфата. Затем анаболизм использует эту энергию для объединения простых предшественников в сложные молекулы, которые добавляются к клетке и накапливают энергию для деления клетки.

Многие пути катаболизма имеют аналогичные версии в анаболизме. Например, большие молекулы жира в пище организма должны расщепляться на мелкие жирные кислоты, из которых он состоит. Затем, чтобы организм мог накапливать энергию на зиму, должны быть созданы и сохранены большие молекулы жира. Катаболические реакции расщепляют жиры, а анаболические пути их восстанавливают.Эти метаболические пути часто используют одни и те же ферменты. Чтобы уменьшить вероятность того, что эти пути будут препятствовать развитию друг друга, они часто подавляют друг друга и у эукариот разделены на разные органеллы.

Примеры катаболизма

Углеводный и липидный катаболизм

Почти все организмы используют сахар глюкозу в качестве источника энергии и углеродных цепей. Глюкоза хранится организмами в более крупных молекулах, называемых полисахаридами . Эти полисахариды могут быть крахмалом, гликогеном или другими простыми сахарами, такими как сахароза. Когда клеткам животного нужна энергия, они посылают сигналы тем частям тела, которые хранят глюкозу, или потребляют пищу. Глюкоза высвобождается из углеводов специальными ферментами в первой стадии катаболизма. Затем глюкоза распределяется по организму для использования другими клетками в качестве энергии. Катаболический путь гликолиза затем расщепляет глюкозу еще больше, высвобождая энергию, которая хранится в АТФ.Из глюкозы образуются молекулы пирувата. Дальнейшие катаболические пути создают ацетат , который является ключевой промежуточной молекулой метаболизма. Ацетат может представлять собой самые разные молекулы, от фосфолипидов до молекул пигмента, гормонов и витаминов.

Жиры, представляющие собой большие липидные молекулы, также расщепляются в процессе метаболизма с образованием энергии и других молекул. Подобно углеводам, липиды хранятся в виде больших молекул, но могут расщепляться на отдельные жирные кислоты. Эти жирные кислоты затем превращаются бета-окислением в ацетат. Опять же, ацетат может использоваться анаболизмом для производства более крупных молекул или как часть цикла лимонной кислоты , который управляет дыханием и производством АТФ. Животные используют жиры для хранения большого количества энергии для использования в будущем. В отличие от крахмала и углеводов, липиды гидрофобны и исключают воду. Таким образом можно сохранить много энергии без того, чтобы тяжелый вес воды замедлял работу организма.

Большинство катаболических путей сходятся в том смысле, что они заканчиваются в одной и той же молекуле. Это позволяет организмам потреблять и накапливать энергию в различных формах, в то же время имея возможность производить все необходимые молекулы в анаболических путях. Другие катаболические пути, такие как катаболизм белков, обсуждаемый ниже, создают различные промежуточные молекулы — предшественники, известные как аминокислот , для создания новых белков.

Катаболизм белков

Все известные в мире белки состоят из одних и тех же 20 аминокислот.Это означает, что белки растений, животных и бактерий представляют собой всего лишь различные комбинации 20 аминокислот. Когда организм потребляет меньший организм, весь белок в этом организме должен перевариваться в процессе катаболизма. Ферменты, известные как протеиназы , разрывают связи между аминокислотами в каждом белке, пока кислоты не будут полностью разделены. После разделения аминокислоты могут быть распределены по клеткам организма. Согласно ДНК организма, аминокислоты будут рекомбинированы в новые белки.

Если источник глюкозы отсутствует или имеется слишком много аминокислот, молекулы вступят в дальнейшие катаболические пути и распадутся на углеродные скелеты. Эти маленькие молекулы могут быть объединены в глюконеогенез для создания новой глюкозы, которую клетки могут использовать в качестве энергии или накапливать в больших молекулах. Во время голодания клеточные белки могут подвергаться катаболизму, позволяя организму выжить в собственных тканях, пока не будет найдено больше пищи. Таким образом, организмы могут жить с небольшим количеством воды в течение очень долгого времени.Это делает их более устойчивыми к изменяющимся условиям окружающей среды.

  • Анаболизм — Часть метаболизма, которая строит большие молекулы из более мелких.
  • Метаболизм — анаболизм и катаболизм вместе, или все ферментативные реакции в клетке.
  • Метаболический путь — Последовательные химические реакции, организуемые внутри клеток.
  • Катаболический путь — Одиночная серия реакций, в результате которых происходит расщепление определенной молекулы.

Quiz

1. Дрожжи — это одноклеточные организмы, используемые для производства алкоголя. В среде с низким содержанием кислорода или его отсутствием дрожжи создают спирт как побочный продукт высвобождения энергии из глюкозы. Является ли производство алкоголя частью анаболического пути, катаболического пути или ни одного из них?
A. Анаболический путь
B. Катаболический путь
C. Ни то, ни другое

Ответ на вопрос № 1

B правильный.Хотя алкоголь является побочным продуктом, он возникает во время катаболизма глюкозы. Как и все клетки, дрожжи должны использовать глюкозу для получения энергии. Без кислорода дрожжи развили катаболический путь, известный как ферментация , при котором энергия все еще может собираться, но без кислорода. Вместо этого спирты создаются и выбрасываются в окружающую среду. Пивоварни, виноградники и ликеро-водочные заводы используют этот хитрый прием с глюкозой для создания спирта из сахаров. Из разных источников сахара получаются напитки с разными вкусами.В вине используется виноградный сахар, в пиве используется ячменный крахмал, а в других спиртных напитках используется множество различных сахаров, например, картофель в водке и рис в саке.

2. Плотоядные животные могут производить всю необходимую им глюкозу из животного белка. Всю необходимую глюкозу травоядные животные получают из растений. Почему нельзя принуждать плотоядных есть растения или заставлять травоядных есть мясо, чтобы получить энергию?
А. Они не умеют.
B. Они не производят необходимых ферментов.
C. Могут! Всеядное животное — это просто хищник, который научился есть растения.

Ответ на вопрос № 2

B правильный. Облигатные плотоядные животные могут есть только мясо, потому что у них отсутствуют необходимые катаболические пути, разрушающие растения. Эволюция, выбирая неиспользуемые и неэффективные пути, выбирает организмы, заполняющие определенные ниши. Если эта ниша предлагает очень мало растительного материала, катаболизм изменяется, и определенные пути теряются. Таким образом, даже если вы научите плотоядное животное есть и собирать растения, его организм не сможет перерабатывать питательные вещества.Точно так же травоядное животное может получать питательные вещества только из растительного сырья. Всеядные животные эволюционировали в нише, для использования которой требуется энергия из обоих источников. У этих животных катаболизм способен переваривать оба вида пищи.

3. Бактерии, не имеющие специализированных отделов внутри своих клеток, должны регулировать анаболизм и катаболизм, чтобы работать вместе. Ученый добавляет к бактериям химическое вещество, которое отключает анаболизм, постоянно обеспечивая только катаболизм.Что будет с клеткой?
A. Он умрет.
Б. Будет расти.
C. Он будет производить много энергии.

Ответ на вопрос № 3

А правильный. В то время как катаболизм производит много энергии, в конечном итоге у него заканчиваются молекулы для разрушения, и энергия прекращается. Клетка не смогла бы расти без анаболизма, создающего новые молекулы. Таким образом, даже если клетка может давать энергию, без процесса, который восстанавливает и добавляет к клетке, она в конечном итоге развалится. И анаболизм, и катаболизм необходимы для обеспечения нормального метаболизма в организме.

Метаболизм Катаболизм

Метаболизм состоит из двух основных частей: анаболизма и катаболизма. Катаболизм — это набор метаболических процессов, которые разрушают большие молекулы. Эти более сложные молекулы расщепляются, чтобы произвести энергию, необходимую для различных функций организма. Энергия используется для строительных или анаболических процессов.

Катаболизм у разных организмов

Точная природа этих катаболических реакций отличается от организма к организму, и организмы можно классифицировать на основе их источников энергии и углерода:

  • в органотрофах, в качестве источника энергии используются органические источники
  • в литотрофах, используются неорганические субстраты
  • у фототрофов, солнечный свет используется как химическая энергия

Основные общие реакции катаболизма включают окислительно-восстановительные реакции, которые включают перенос электронов от восстановленных молекул-доноров, таких как органические молекулы, вода, аммиак, сероводород или ионы двухвалентного железа, к молекулам-акцепторам, таким как кислород, нитрат или сульфат.

У людей и животных окислительно-восстановительные реакции включают разложение сложных органических молекул на более простые молекулы, такие как углекислый газ и вода.

В фотосинтезирующих организмах, таких как растения и цианобактерии, эти реакции переноса электронов не приводят к высвобождению энергии. Эти реакции просто помогают сохранять энергию, поглощаемую солнечным светом.

Классификация организмов на основе их метаболизма

источник энергии солнечный свет фото- -троф
предварительно сформированные молекулы химиотерапия
донор электронов органическое соединение органо-
неорганическое соединение лито-
источник углерода органическое соединение гетеро-
неорганическое соединение авто-

Стадии катаболизма

Катаболизм можно разбить на 3 основных этапа.

Этап 1 — этап пищеварения

Большие органические молекулы, такие как белки, липиды и полисахариды, расщепляются на более мелкие компоненты вне клеток. Эта стадия воздействует на крахмал, целлюлозу или белки, которые не могут быть непосредственно поглощены клетками и должны быть разбиты на более мелкие единицы, прежде чем их можно будет использовать в метаболизме клеток.

Пищеварительные ферменты включают гликозидгидролазы, которые расщепляют полисахариды до моносахаридов или простых сахаров.

Первичным ферментом, участвующим в переваривании белка, является пепсин, который катализирует неспецифический гидролиз пептидных связей при оптимальном pH 2. В просвете тонкой кишки поджелудочная железа секретирует зимогены трипсина, химотрипсина, эластазы и т. Д. Эти протеолитические ферменты разрушают белки превращаются в свободные аминокислоты, а также дипептиды и трипептиды. Свободные аминокислоты, а также ди- и трипептиды абсорбируются клетками слизистой оболочки кишечника, которые впоследствии попадают в кровоток, где абсорбируются другими тканями.

Затем аминокислоты и сахара перекачиваются в клетки с помощью определенных активных транспортных белков.

Этап 2 — Выделение энергии

После расщепления эти молекулы поглощаются клетками и превращаются в еще более мелкие молекулы, обычно ацетил-кофермент А (ацетил-КоА), который выделяет некоторую энергию.

Стадия 3 — Ацетильная группа КоА окисляется до воды и углекислого газа в цикле лимонной кислоты и цепи переноса электронов, высвобождая запасенную энергию за счет восстановления кофермента никотинамидадениндинуклеотида (НАД +) до НАДН.

Расщепление углеводов

При расщеплении сложных углеводов они образуют простые сахара или моносахариды. Этим занимаются клетки. Попав внутрь, эти сахара подвергаются гликолизу, при котором сахара, такие как глюкоза и фруктоза, превращаются в пируват и вырабатывается некоторое количество АТФ. Пируват является промежуточным звеном в нескольких метаболических путях, но большая часть превращается в ацетил-КоА и подается в цикл лимонной кислоты или цикл Креба.

В цикле лимонной кислоты больше АТФ вырабатывается моносахаридами.Наиболее важным продуктом является НАДН, который производится из НАД + при окислении ацетил-КоА. Это окисление выделяет углекислый газ в качестве побочного продукта.

Когда нет кислорода, гликолиз производит лактат через фермент лактатдегидрогеназу, повторно окисляя НАДН до НАД + для повторного использования в гликолизе.

Глюкоза также может расщепляться пентозофосфатным путем, который снижает кофермент НАДФН и производит пентозные сахара, такие как рибоза, сахарный компонент нуклеиновых кислот.

Аминокислотный распад

Белки расщепляются на аминокислоты. Аминокислоты используются либо для синтеза белков и других биомолекул, либо окисляются до мочевины и углекислого газа в качестве источника энергии.

В процессе окисления сначала аминогруппа удаляется трансаминазой. Аминогруппа подается в цикл мочевины, оставляя деаминированный углеродный скелет в форме кетокислоты.

Эти кетокислоты входят в цикл лимонной кислоты. Например, глутамат образует α-кетоглутарат.Некоторые амины также могут превращаться в глюкозу посредством глюконеогенеза.

Некоторые белки невероятно стабильны, другие — очень недолговечны. Короткоживущие белки обычно играют важную метаболическую роль. Короткое время жизни этих белков позволяет клетке быстро адаптироваться к изменениям метаболического состояния клетки.

Распад липидов

Жиры катаболизируются путем гидролиза до свободных жирных кислот и глицерина. Глицерин вступает в процесс гликолиза, а жирные кислоты расщепляются бета-окислением с высвобождением ацетил-КоА.Этот ацетил-ко-А достигает следующего цикла лимонной кислоты. Жирные кислоты выделяют больше энергии при окислении, чем углеводы, потому что углеводы содержат больше кислорода в своей структуре.

калорий, полученных в результате полного окисления

  • Углеводы выход 4 ккал / г.
  • Углеводы должны храниться с водой, и каждый 1 г гликогена гидратируется 2 г воды. Гидратированные углеводы: 1,3 ккал / г
  • Жиры: 9 ккал / г (жиры не гидратированы)
  • Белки: 4 ккал / г

Дополнительная литература

Анаболизм — анаболический, клеточный, катаболизм и реакции

Анаболизм или биосинтез — это процесс, с помощью которого живые организмы синтезируют сложные молекулы жизни из более простых.Анаболизм вместе с катаболизмом — это две серии химических процессов в клетках, которые вместе называются метаболизмом . Анаболические реакции — это разные процессы. То есть относительно небольшое количество видов сырья используется для синтеза широкого спектра конечных продуктов. Это приводит к увеличению размера или сложности ячеек — или к тому и другому вместе.

Анаболические процессы производят пептиды, белков, , полисахариды, липиды и нуклеиновые кислоты. Эти молекулы включают в себя все материалы живых клеток, такие как мембраны и хромосомы, а также специализированные продукты определенных типов клеток, такие как ферменты, антитела, гормоны, и нейротрансмиттеры.

Катаболизм, противоположный анаболизму, производит молекулы меньшего размера, используемые клеткой для синтеза более крупных молекул, как будет описано ниже. Таким образом, в отличие от дивергентных реакций анаболизма, катаболизм — это конвергентный процесс, в котором множество различных типов молекул распадаются на относительно небольшое количество конечных продуктов.

Энергия , необходимая для анаболизма, обеспечивается богатой энергией молекулой аденозинтрифосфата (АТФ).Эта энергия существует в форме высокоэнергетической химической связи между второй и третьей молекулой фосфата на АТФ. Когда эта связь разрывается, энергия АТФ высвобождается, превращая АТФ в аденозиндифосфат (АДФ). Во время анаболических реакций высокоэнергетическая фосфатная связь АТФ переносится на субстрат (молекула, на которую воздействует фермент ), чтобы активизировать ее для подготовки к последующему использованию молекулы в качестве исходного материала для синтеза более крупного молекула. В дополнение к АТФ, некоторые анаболические процессы также требуют атомов водорода с высокой энергией , которые поставляются молекулой НАДФН.

Хотя анаболизм и катаболизм происходят в клетке одновременно, скорость их химических реакций контролируется независимо друг от друга. Например, есть два ферментативных пути метаболизма глюкозы. Анаболический путь синтезирует глюкозу, в то время как катаболизм расщепляет глюкозу. Эти два пути разделяют 9 из 11 ферментативных стадий метаболизма глюкозы, которые могут происходить в любой последовательности (т.э., в сторону анаболизма или катаболизма). Однако два этапа анаболизма глюкозы используют совершенно другой набор реакций, катализируемых ферментами.

Есть две важные причины, по которым клетка должна иметь отдельные комплементарные анаболические и катаболические пути. Во-первых, катаболизм — это так называемый «нисходящий» процесс, во время которого высвобождается энергия, в то время как анаболизм требует ввода энергии и, следовательно, является энергетически «восходящим» процессом. В определенные моменты анаболического пути клетка должна вкладывать в реакцию больше энергии, чем выделяется во время катаболизма.Такие анаболические этапы требуют иного ряда реакций, чем те, которые используются на этом этапе во время катаболизма.

Во-вторых, различные пути позволяют клетке контролировать анаболические и катаболические пути определенных молекул независимо друг от друга. Это важно, потому что бывают моменты, когда клетка должна замедлить или остановить определенный катаболический или анаболический путь, чтобы уменьшить распад или синтез конкретной молекулы. Если бы и анаболизм, и катаболизм использовали один и тот же путь, клетка не могла бы контролировать скорость любого процесса независимо от другого: замедление скорости катаболизма замедлило бы скорость анаболизма.

Противоположные анаболические и катаболические пути могут происходить в разных частях одной и той же клетки. Например, в печени распад жирных кислот до молекулы ацетил-КоА происходит внутри митохондрий. Митохондрии — это крошечные мембраносвязанные органеллы, которые функционируют как основное место производства АТФ в клетке. Накопление жирных кислот из ацетил-КоА происходит в цитозоле клетки, то есть в водной области клетки, содержащей различные растворенные вещества.

Хотя анаболические и катаболические пути контролируются независимо, оба метаболических пути разделяют важную общую последовательность реакций, которая вместе известна как цикл лимонной кислоты или цикл Кребса .Цикл Кребса является частью большой серии ферментативных реакций, которые в совокупности называются окислительным фосфорилированием. Этот путь является важным средством расщепления глюкозы для производства энергии, которая хранится в форме АТФ. Но молекулы, производимые циклом Кребса, также могут использоваться в качестве молекул-предшественников или сырья для анаболических реакций, в результате которых образуются белки, жиры и углеводы.

Несмотря на независимость анаболизма и катаболизма, различные этапы этих процессов в некотором роде настолько тесно связаны, что образуют то, что можно было бы назвать «ферментативной экологической системой». «В этой системе изменение одной части метаболической серии реакций может иметь волновой эффект во всех связанных анаболических и катаболических путях».

Этот волновой эффект — это способ клетки уравновесить увеличение или уменьшение анаболизма молекулы с противоположным увеличением или уменьшением катаболизма. Это позволяет клетке регулировать скорость анаболических и катаболических реакций в соответствии с ее непосредственными потребностями и предотвращать дисбаланс как анаболических, так и катаболических продуктов.

Например, когда клетке необходимо производить определенные белки, она производит только достаточное количество каждой из различных аминокислот, необходимых для синтеза этих белков.Более того, определенные аминокислоты используются клеткой для производства глюкозы, которая содержится в крови , или гликогена, углевода , хранящегося в печени. Таким образом, продукты катаболизма аминокислоты и не накапливаются, а питают анаболические пути синтеза углеводов. Таким образом, хотя многие организмы хранят богатых энергией питательных веществ , таких как углеводы и жира, , большинство из них не хранят другие биомолекулы, такие как белки или нуклеиновые кислоты, строительные блоки дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) .

Клетка регулирует скорость анаболических реакций с помощью аллостерических ферментов. Активность этих ферментов увеличивается или уменьшается в ответ на присутствие или отсутствие конечного продукта серии реакций. Например, если анаболическая серия реакций производит определенную аминокислоту, эта аминокислота подавляет действие аллостерического фермента, уменьшая синтез этой аминокислоты.

Определение и примеры катаболизма — Биологический онлайн-словарь

Катаболизм
n., [kəˈtæbəˌlɪzəm]
Серия деструктивных химических реакций, которые расщепляют сложные молекулы на более мелкие единицы.
Изображение предоставлено: Muessig, CC BY-SA 3.0.

Определение катаболизма

Катаболизм — это ветвь метаболического процесса, которая расщепляет сложные большие молекулы на более мелкие с получением энергии. Это деструктивная ветвь метаболизма, которая приводит к высвобождению энергии .

Каждая живая клетка зависит от энергии для своего существования.Метаболизм — это совокупность основных видов деятельности, которые происходят в живом существе для его существования. Катаболизм и анаболизм вместе образуют обмен веществ.

Итак, возникает вопрос, что такое катаболизм и анаболизм?

По сути, есть две основные ветви метаболизма: деструктивная или разрушающая ветвь , которая дает энергию, то есть катаболизм ) и конструктивная или , строящая ветвь метаболизма , которая использует высвобождаемую энергию, я.е. анаболизм.

Каждая живая клетка проводит последовательный набор реакций, которые разрушают и производят молекулы. Эти последовательные реакции или пути известны как метаболические пути .

Каждый этап этих последовательных реакций происходит под действием определенного фермента. Ферменты действуют на молекулы, называемые субстратами , тогда как молекула, образующаяся в химической реакции, известна как продукт . Большинство ферментов связываются с определенным субстратом.

Важно понимать, что метаболические пути обычно разветвлены и не происходят изолированно. Как правило, конечный продукт одного метаболического пути является исходным или главным субстратом другого пути. Таким образом, один метаболический путь влияет на второй.

Вот некоторые общие черты всех метаболических реакций:

  • Все реакции катализируются ферментом.
  • Метаболические пути и реакции универсальны, и все организмы обнаруживают сходство основных путей.
  • Все метаболические пути используют очень мало химических реакций.
  • В метаболических реакциях участвуют коферментов . Коферменты — это обычные субстраты, которые участвуют в ряде различных метаболических реакций, например, на НАДН или кофермент А.
  • Катаболические пути полностью отличаются от анаболических, что позволяет лучше контролировать метаболизм.
  • Ключевые регуляторные ферменты контролируют и модулируют эти метаболические реакции.
  • Большинство метаболических реакций происходит в определенных клеточных органеллах.
Катаболизм (определение биологии): процесс, включающий серию разрушающих химических реакций, которые расщепляют сложные молекулы на более мелкие единицы, обычно включает выделение энергии. Например, большие молекулы, такие как полисахариды, нуклеиновые кислоты и белки, разбиваются на более мелкие единицы, такие как моносахариды, нуклеотиды и аминокислоты, соответственно . Этимология: от греческого katabole («бросать»), от kata, что означает «вниз» + ballein, что означает «бросать». Синонимы: деструктивный метаболизм. Вариант: катаболизм. Сравните: анаболизм.

Этапы катаболизма

Катаболизм — это не одноэтапный процесс, происходящий в клетке. Важно понимать, где происходит катаболизм. Часть клетки, где в первую очередь происходит катаболизм, — это митохондрии. Это многоступенчатый процесс. Итак, давайте разберемся, каковы стадии катаболизма. Существует три основных стадии катаболизма:

Стадия 1 — стадия переваривания

Сложные органические молекулы, такие как белки, липиды и полисахариды, катаболизируются до более мелких компонентов или мономеров вне клеток. Эти сложные молекулы неабсорбируются в их сложном состоянии и, следовательно, для их поглощения важно, чтобы эти основные и важные молекулы распадались на легко усваиваемые и более мелкие мономеры .

Этап 2 — Высвобождение энергии

Меньшие молекулы или мономеры представляют собой абсорбируемую форму, поглощаются клетками и далее превращаются в более мелкие молекулы, такие как ацетил-кофермент А , (ацетил-КоА) и высвобождая энергию в процессе.

Этап 3 — Сохраненная энергия

Наконец, ацетильная группа КоА окисляется до воды и диоксида углерода в цикле лимонной кислоты и цепи переноса электронов. В этом процессе накопленная энергия высвобождается за счет восстановления кофермента никотинамидадениндинуклеотида (NAD +) в NADH .

Этапы катаболизма. Предоставлено: библиотеки LibreTexts, CC BY-NC-SA 3.0 ..

Катаболизм против анаболизма

А именно, цель двух ветвей метаболизма., катаболизм и анаболизм , полностью противоположны друг другу. Анаболические процессы — это построение процессов метаболизма, в которых простые молекулы преобразуются в сложные молекулы , тогда как катаболический процесс — это процессы распада, в которых сложные молекулы распадаются на простые молекулы вместе с высвобождением энергии . Основные различия между катаболизмом и анаболизмом перечислены в таблице ниже.

Таблица 1: Ключевые различия между катаболизмом и анаболизмом

4 более простые
Анаболизм Катаболизм
Создание или конструктивная ветвь метаболизма Разрушение или деструктивная ветвь метаболизма
Сложные молекулы распадаются на более простые
В этом процессе сохраняется энергия. При этом выделяется энергия
Эндергоническая реакция i.е. поглощается тепло Экзергоническая реакция, т.е. выделяется тепло
Кинетическая энергия преобразуется в потенциальную. Потенциальная энергия преобразуется в кинетическую.
Это важно для роста, сохранения и хранения. Это необходимо для обеспечения энергией для выполнения различных жизненно важных функций живых существ.
Анаболизм не использует кислород, т. е. анаэробный Катаболизм использует кислород i.е., аэробный
Функционален, даже когда тело находится в фазе отдыха или сна. Функционален, когда организм находится в активном состоянии
Немногие прекурсоры образуют различные типы продуктов, т.е. расходятся реакции Большое количество сложных молекул упрощается до обычных типов малых и простых молекул, то есть реакций схождения
Некоторые из анаболических гормонов — эстроген, тестостерон, гормоны роста и инсулин. Некоторые из катаболических гормонов — адреналин, цитокин, глюкагон и кортизол.
Синтез полипептидов из аминокислот, гликогена из глюкозы и триглицеридов из жирных кислот — некоторые из анаболических процессов. Распад белков на аминокислоты, гликогена на глюкозу и триглицеридов на жирные кислоты являются одними из катаболических процессов.
Обычно встречающиеся реакции — это конденсация и восстановление Обычно встречающиеся реакции — это гидролиз и окисление

Образное представление анаболических и катаболических процессов. Источник: Мария Виктория Гонзага, BiologyOnline.com

Метаболизм относится ко всем химическим реакциям, участвующим в превращении одной молекулы в другую. Его можно разделить на две категории: катаболизм , и анаболизм . Катаболизм относится к процессам, которые включают серию разрушающих химических реакций, которые расщепляют сложные молекулы на более мелкие единицы. При этом часто выделяет энергию. Таким образом, катаболизм включает деструктивные метаболические процессы.Напротив, анаболизм — это конструктивный метаболизм, поскольку он включает в себя создание или синтез сложных молекул, которые в конечном итоге образуют ткани и органы.

Катаболические гормоны

Катаболизм — это механизм разрушения метаболических процессов. В катаболических процессах участвуют многие важные ферменты. Некоторые гормоны также обладают катаболическим действием. Это-

  • Адреналин : Также известен как адреналин . Этот гормон вырабатывается надпочечниками. Он ускоряет частоту сердечных сокращений и отвечает за реакцию «бей или беги» в стрессовых или чрезвычайных ситуациях.
  • Кортизол: Также известен как гормон стресса. Он также вырабатывается надпочечниками и выделяется при тревоге, нервозности. Повышает уровень сахара в крови и артериальное давление.
  • Глюкагон : Этот гормон вырабатывается поджелудочной железой. Этот гормон необходим для расщепления гликогена на глюкозу.Глюкагон хранится в печени. Состояние недостаточной активности или состояния, требующие энергии, такие как борьба, упражнения, высокий уровень стресса. Печень стимулирует высвобождение гликогена.
  • Цитокины : Использование аминокислот для различных функций организма вызывает высвобождение цитокинов. Цитокины — это своего рода связывающие белки между клетками.

Примеры катаболизма — эукариоты

По сути, во время катаболизма сложные молекулы, такие как белки, полисахариды и жиры, расщепляются на небольшие молекулы, такие как аминокислоты, моносахариды и жирные кислоты. Некоторые из основных или ключевых катаболических процессов:

Цикл лимонной кислоты, гликолиз, липолиз, окислительное дезаминирование и окислительное фосфорилирование — ключевые примеры катаболических реакций, которые происходят во всех эукариотических клетках.

Цикл Кребса / Цикл лимонной кислоты / Цикл TCA

Цикл Кребса, названный в честь открывшего его ученого сэра Ганса Кребса (1900–1981), также известен как цикл трикарбоновой кислоты (TCA). Сэр Ханс Креб был удостоен Нобелевской премии по медицине (1937).Цикл Креба — это 8-ступенчатая циклическая реакция, протекающая в митохондриальном матриксе эукариот и цитоплазме прокариот.

Ключевым источником энергии в цикле TCA является ацетил-КоА, который окисляется до CO2 и h3O внутри митохондриального матрикса вместе с одновременным восстановлением NAD до NADH и FAD до FADH 2 . НАДН и ФАДН 2 известны как восстанавливающие эквиваленты в цикле TCA.

3 молекулы НАДН и одна молекула обоих впоследствии используются для генерации АТФ в цепи переноса электронов.

При окислении НАДН приводит к образованию 3 молекул АТФ, тогда как FADH 2 дает 2 молекулы АТФ.

Цикл TCA — это общий путь окисления углеводов, белков и жиров. Один цикл Креба или цикл TCA приводит к образованию семи продуктов: GTP, 3 NADH, 3FADH 2 , 2 CO 2 .

Его также иногда классифицируют как амфиболический путь , поскольку он является частью как катаболического пути, так и анаболического пути.Процесс восполнения промежуточных звеньев цикла Креба известен как анаплероз .

Ключевые восемь промежуточных продуктов цикла Креба / цикла TCA: цитрат, изоцитрат, оксоглутарат, сукцинил-КоА, сукцинат, фумарат, малат, оксалоацетат (щавелевоуксусная кислота).

Ключевыми ферментами, участвующими в цикле TCA / Kreb, являются яблочная дегидрогеназа , α-кетоглутаратдегидрогеназа, цитратсинтаза, фумараза, и конитаза .

Гликолиз или катаболизм сахара

Гликолиз — это катаболический процесс, который происходит во всех эукариотических клетках. Распад или лизис глюкозы до пировиноградной кислоты в аэробных условиях, тогда как в анаэробных условиях глюкоза превращается в молочную кислоту. Анаэробный гликолиз также известен как путь Эмбдена-Мейерхофа (EMP).

Когда уровень клеточного АТФ низкий, в цитозоле клетки инициируется гликолиз. Гликолиз далее делится на две стадии:

  1. Подготовительная фаза : Здесь одна молекула глюкозы превращается в две молекулы D-глицеральдегид-3-фосфата, который в конечном итоге превращается во фруктозо-6-дифосфат.Наконец, на стадии I фруктозо-6-дифосфат образует 2 молекулы глицеральдегид-3-фосфата.
  2. Энергетические фазы e: В этой фазе выделяется органический фосфат для синтеза АТФ. Глицеральдегид на первой стадии окисляется и фосфорилируется с образованием 1,3-дифосфоглицерата, который в конечном итоге образует пировиноградную или молочную кислоту в зависимости от наличия кислорода. 2 АТФ образуются в процессе анаэробного гликолиза глюкозы, в то время как аэробный гликолиз может привести к образованию до 38 молекул АТФ.

Метаболизм глюкозы с помощью этого пути происходит во всех клетках организма. Аэробный гликолиз происходит в головном мозге, тогда как анаэробный гликолиз происходит в эритроцитах из-за отсутствия митохондрий. Этот цикл в RBC также известен как цикл Rapaport-Lumbering . Распад гликогена запускает процесс гликолиза в мышцах человека. Однако клетки мозга не хранят гликоген и, следовательно, зависят от уровня глюкозы в крови, чтобы инициировать гликолиз.

Скелетные мышцы человека подвергаются аэробному гликолизу почти 90% времени, а также в нормальных условиях. Однако сильные мышечные сокращения и упражнения вызывают анаэробный гликолиз.

Липолиз или катаболизм жирных кислот

Липолиз — это расщепление триглицеридов с выделением энергии. В этом процессе триацилглицерин (ТАГ), хранящийся в каплях клеточных липидов, подвергается гидролитическому расщеплению с образованием неэтерифицированных жирных кислот. Эти неэтерифицированные жирные кислоты впоследствии используются в качестве субстрата для производства энергии, незаменимых предшественников для синтеза липидов и мембран или медиаторов клеточных сигнальных процессов.

Липиды или триглицериды гидролизуются до свободных жирных кислот и глицерина. Полученный глицерин впоследствии становится частью гликолиза, в то время как образующиеся жирные кислоты далее расщепляются бета-окислением с высвобождением ацетил-КоА. Этот ацетил-Co-A является ключевым компонентом цикла лимонной кислоты.

Окисление жирных кислот высвобождает больше энергии, чем углеводы. Это потому, что углеводы содержат больше кислорода в своей структуре. Этот процесс имеет ключевое значение для энергетического и липидного гомеостаза организма.

Основными ферментами, участвующими в процессе липолиза, являются липопротеинлипаза и гормоночувствительная липаза . Эпинефрин , глюкагон или адренокортикотропный гормон (АКТГ) являются ключевыми гормонами, стимулирующими липолиз.

Полное окисление жирных кислот, особенно триглицеридов, дает максимальное количество АТФ (энергии на грамм), и поэтому жирная кислота является основной формой хранения топлива для большинства животных.

Окислительное дезаминирование и трансаминирование (катаболизм белков)

Катаболизм аминокислот происходит посредством трансаминирования и окислительного дезаминирования аминокислоты, что приводит к образованию метаболизируемой формы аминокислоты. Окислительное дезаминирование и трансаминирование являются двумя ключевыми стадиями катаболизма белков или аминокислот.

Отделение аминогруппы от углеродного скелета аминокислот осуществляется в процессе трансаминирования. Передача аминогруппы происходит между аминокислотой и α-кетокислотой, что приводит к превращению α-кетокислоты в аланин, аспартат или глутамат соответственно.Процесс трансаминирования осуществляется трансаминазами или аминотрансферазами и коферментом пиридоксальфосфатом. Образовавшийся углеродный скелет в конечном итоге используется в анаболическом процессе.

При окислительном дезаминировании удаление аминогруппы в аминокислоте приводит к образованию соответствующей кетокислоты. Эта реакция происходит в печени. Функциональная аминогруппа заменяется кетонной группой, и в качестве побочного продукта образуется аммиак.

В конце концов, этот токсичный аммиак нейтрализуется в мочевину через цикл мочевины.Аминокислота глутаминовая кислота , конечный продукт многих реакций трансаминирования, подвергается действию фермента глутаматдегидрогеназы (GDH) вместе с коферментами NAD или NADP, что приводит к образованию α-кетоглутарата (α-KG ) и аммиак .

Моноаминоксидаза — другой ключевой фермент окислительного дезаминирования моноаминов.

Окислительное фосфорилирование

В митохондриях перенос электронов от NADH или FADH 2 к O 2 с помощью ряда переносчиков электронов приводит к образованию АТФ.Этот процесс известен как окислительное фосфорилирование и является основным источником АТФ в аэробных организмах.

Распад мышечной ткани или катаболизм мышц

Более высокая скорость деградации белка по сравнению с его синтезом стимулирует распад ткани скелетных мышц. Это полностью катаболическое состояние организма. Это может произойти в случаях старения, недоедания или болезненных состояний, таких как сепсис, рак, СПИД, диабет и почечная недостаточность.

Продолжительное состояние разрушения мышечной ткани или мышечной атрофии может привести к отказу органа и может быть опасным для жизни.Аминокислоты из запасов белка, особенно в мышечной ткани, попадают в кровь.

Эти аминокислоты превращаются в печени в альфа-кетокислоты. Альфа-кетокислоты превращаются в глюкозу, чтобы удовлетворить потребность в глюкозе в крови.

Катаболизм прокариот

Прокариоты также нуждаются в энергии и углероде для своего существования. Большинство прокариот зависят от других организмов для получения энергии и углерода, то есть от хемогетеротрофов. Эти потребности в углероде и энергии прокариот удовлетворяются через:

  • Углеродный метаболизм: Создание органических молекул из углерода внутри клеток,
  • Энергетический метаболизм: Используется для роста

На основе источника углерода, прокариоты может быть классифицирован как

  • Автотрофы — используют углерод из углекислого газа. Фотоавтотрофы — производители пищи, которую они готовят с помощью света.
  • Гетеротрофы — используют углерод других живых организмов
  • Литотрофы — используют неорганические субстраты

На основе энергетического метаболизма прокариоты классифицируются как:

  • Фототрофные организмы : используют солнечный свет и превращают его в химическую энергию в камерах.
  • Хемотрофные организмы : используют органические или неорганические молекулы для снабжения клетки энергией.

Таким образом, все организмы можно разделить на четыре основные категории

  • Фотогетеротрофы : используют энергию солнечного света и преобразуют ее в химическую энергию в клетках, используя углерод других организмов. Примерами являются пурпурно-зеленые бактерии, несернистые бактерии и гелиобактерии.
  • Хемогетеротрофы : получают энергию и углерод из органических источников. (Этот режим распространен среди эукариот, например, людей.)
  • Фотоавтотрофы: используют солнечный свет и углекислый газ в качестве источника углерода, например.грамм. цианобактерии.
  • Хемоавтотрофы: используют неорганические молекулы для энергоснабжения клетки и двуокись углерода в качестве источника углерода. Примерами являются прокариоты, которые расщепляют сероводород и аммиак.

Примеры катаболизма у прокариот:
  1. Азот является макроэлементом, который необходим для всех жизненных процессов и компонентов, а именно белка, нуклеиновой кислоты и т. Д. Прокариоты перерабатывают органические соединения окружающей среды с образованием аммиака, ионов аммония, нитратов и т. Д. нитрит и газообразный азот посредством многочисленных процессов.Прокариоты являются неотъемлемой частью азотного цикла. Растения с помощью прокариот переводят азот окружающей среды в пригодную для использования форму (аммиак). Этот процесс известен как азотфиксация. Почвенные микроорганизмы, называемые диазотрофами, которые включают бактерии, такие как Azotobacter и археи, осуществляют азотфиксацию.
  2. При разложении азотсодержащих органических соединений образуется аммиак. Некоторые прокариоты проводят нитрификацию путем анаэробной катаболизации аммиака с образованием N 2 .В основном при нитрификации аммоний превращается в нитрит и нитрат. Nitrosomonas — почвенная бактерия, осуществляющая нитрификацию. Nitrosomonas , Nitrobacter, и Nitrospira окисляют и превращают Nh5 + в нитрит (NO 2 -). В этом процессе реакции высвобождается энергия, которая используется бактериями. Обратный процесс также выполняется бактериями посредством процесса, известного как денитрификация, превращая нитраты из почв в газообразные соединения, такие как N 2 O, NO и N 2 .
  3. Бактерии и грибы вместе с ними осуществляют разложение растений и животных и их органических соединений и образуют семейство разложителей. Одним из основных источников углекислого газа в окружающей среде является микробное разложение мертвого материала.

Ссылки

  • Bolsover, S. R., Hyams, J.S., Shephard, E.A., White, H.A. и Wiedemann, C.G. (2004). Обмен веществ. В клеточной биологии (редакторы С.Р. Болсовер, Дж.С. Хайамс, Э.А.Шепард, Х.А. Уайт и К. Видеманн). DOI: 10.1002 / 047146158X.ch23
  • Маккарти, Дж. Дж., и Эссер, К. А. (2010). Анаболические и катаболические пути, регулирующие массу скелетных мышц. Текущее мнение в области клинического питания и метаболической помощи, 13 (3), 230–235. https://doi.org/10.1097/MCO.0b013e32833781b5
  • ДеБерардинис, Р. Дж., и Томпсон, К. Б. (2012). Клеточный метаболизм и болезни: чему нас учат выбросы метаболизма ?. Cell, 148 (6), 1132–1144. https://doi.org/10.1016/j.cell.2012.02.032
  • Берг, Дж. М., Тимочко, Дж. Л., Страйер, Л. (2002) Биохимия. 5-е издание. Нью-Йорк: У. Фриман. Доступно по адресу: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK22553/
  • Санчес Лопес де Нава, А., Раджа, А. (2020). Физиология, метаболизм. В: StatPearls [Интернет]. Остров сокровищ (Флорида): StatPearls Publishing; 2020 Янв. Доступно по адресу: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK546690/

© BiologyOnline. Контент предоставлен и модерируется редакторами BiologyOnline.

Следующий

анаболических и катаболических реакций

Начнем с клеточной теории. Теория клетки состоит в том, что основной структурной и функциональной единицей жизни является клетка. Каждый из вас начинал как клетка из зиготы. Даже кит начинается как отдельная микроскопическая клетка. Из этой исходной зиготы вы просто увеличиваете количество клеток.

Слева: одноклеточный организм под названием амеба. Справа: единственная человеческая щечная клетка.

Амеба — одноклеточное простейшее, обитающее в пруду.Круглая клетка справа — это типичная человеческая клетка, взятая изнутри чьей-то щеки. Несмотря на то, насколько сильно они выглядят по-разному и в разных средах обитания, между всеми живыми клетками есть много общего. (1) Например, у них обоих есть клеточные мембраны. Цитоплазма внутри любой клетки примерно на 80% состоит из воды. Поскольку большая часть вещества внутри — это вода, ее также называют внутриклеточной жидкостью (ICF) . (2) Все живые клетки живут в водной среде. Водная среда, в которой живет амеба, называется прудовой водой.Жидкость, окружающая человеческие клетки, называется тканевой жидкостью. Поскольку это вода вне клетки, она известна как внеклеточная жидкость (ECF). Фактически, если вы соскоблите с кожи верхние омертвевшие клетки, из них начнет выходить немного белой жидкости.

Два основных типа метаболических (биохимических) реакций: анаболические и катаболические

Давайте поговорим о двух основных типах метаболических реакций. Слово метаболический означает биохимический. Эти два типа называются анаболическими и катаболическими.

Анаболические реакции связаны с ростом. Катаболические связаны с высвобождением энергии и производством энергии. В любой момент происходят обе реакции. В совокупности все эти реакции называются вашим метаболизмом .

Анаболические реакции, в основном, захватывают то, что есть в вашей пище, и образуют большие сложные молекулы. Контекст, в котором вы все слышали анаболики раньше, заключается в том, что атлеты будут принимать анаболические стероиды для роста. Когда сахара соединяются вместе для образования гликогена, это анаболизм.Когда вы соединяете аминокислоты для образования белков, как в мышцах, это анаболическая реакция. Когда жирные кислоты в вашей пище соединяются с образованием триглицерида, это анаболическая реакция.

Катаболические реакции — это расщепление органических молекул для получения энергии. Расщепление сахара для получения энергии, жира для получения энергии и т. Д. — все является катаболическим. Чтобы вспомнить, что такое катаболизм, представьте себе КАТАСТРОФУ, когда все разваливается и разваливается. Вы также можете подумать о КОШКАХ, которые разрывают вашу мебель.

Поддержание массы тела

Если вы взрослый, то этого роста вы не получите. Никто из нас не растет выше. Есть только одно направление, в котором мы можем расти, и оно шире. Поскольку большинство из нас на самом деле не хочет расширяться, это означает, что мы должны расщеплять молекулы в нашем теле так же быстро, как мы их производим, иначе мы станем толстыми. Даже культурист, увеличивающий количество белков в клетках своего тела, никогда не вырастет выше, а станет шире. Если мы хотим похудеть, мы должны замедлить рост.Как? Ешь меньше. Эти органические молекулы образуются из пищи. Меньше еды замедляет анаболические реакции. Если вы делаете что-то, требующее энергии, например, упражнения, это ускоряет расщепление жиров и углеводов для получения энергии и ускоряет катаболические реакции. Если вы хотите похудеть, ешьте меньше и занимайтесь спортом. Физические упражнения ускоряют катаболические реакции. Если мы, взрослые, сохраняем баланс между анаболическим и катаболическим, мы останемся с таким же весом.

Для детей эти реакции не должны быть сбалансированными.У ребенка анаболические реакции должны быть сильнее катаболических. Мальчики начинают свой рывок роста вслед за девочками. Поэтому в 7-8 классе девочки все равно выше мальчиков. Мальчики меняются через пару лет после девочек. Парни могут набрать 2-3 дюйма в этом скачке роста в возрасте 14-17 лет. В течение этого периода роста они съедят всю пищу в вашем холодильнике. За это время они растут как сумасшедшие. Но что происходит с мальчиками и девочками в 18-19 лет, так это то, что если они будут продолжать есть одинаково, они больше не станут выше, а станут шире.Это явление замечают все.

Два типа анаболических реакций

1. Реакции синтеза дегидратации

Анаболические реакции включают соединение более мелких молекул вместе с образованием более крупных и сложных молекул. Это происходит за счет реакций синтеза дегидратации. Это наиболее распространенные способы преобразования меньших органических молекул в более сложные, которые применяются для образования углеводов, белков, липидов и нуклеиновых кислот.

Помните, мы объясняли, как делают маргарин? Вы начинаете с полиненасыщенных растительных масел и гидрируете их так, чтобы они выглядели как насыщенные жиры, как у животных.Мы не называли это раньше, но это реакция восстановления, потому что она включает добавление атомов водорода и электронов к молекуле, чтобы в ней было больше калорий энергии.

2. Реакция восстановления. («RIG»)

Реакция восстановления включает присоединение к молекуле атомов водорода и электронов. Каждый раз, когда вы это делаете, он набирает калории энергии, потому что, когда вы расщепляете углеводородную связь, он высвобождает энергию.

Между прочим, мнемоника для запоминания этого…
НЕФТЯНАЯ БУРОВКА: O xidation I sa L oss (H + и e — ), R eduction I sa G ain (из H + и e — )

Два типа катаболических реакций

1.
Реакции гидролиза

Катаболизм — это разделение молекул на более мелкие с высвобождением энергии. Примером катаболической реакции является пищеварение и клеточное дыхание, когда вы расщепляете сахар и жиры для получения энергии. Гидролиз — это способ, которым это делается, и это в основном обратная реакция дегидратации. Разложение белка на аминокислоты или триглицерида на жирные кислоты или дисахарида на моносахариды — все это гидролизные или катаболические реакции.

2. Реакции окисления («НЕФТЬ»)

Реакции окисления включают удаление атомов водорода и электронов из органической молекулы.

Антиоксиданты

Поскольку мы только что говорили о реакциях окисления, давайте рассмотрим, что такое антиоксиданты.

Есть такие молекулы, называемые свободными радикалами, которые окисляют или, другими словами, отщепляют атомы водорода и электроны от сложных органических молекул. Похоже, что когда это делают свободные радикалы, они ускоряют старение клеток, а также могут вызывать превращение нормальных клеток в раковые.

Вам так же может понравиться...

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *