Что такое катаболизм в биологии: Биология клетки — Департамент физической культуры и спорта

Биология клетки — Департамент физической культуры и спорта

В. Н. Селуянов, В. А. Рыбаков, М. П. Шестаков

Глава 1. Модели систем организма

1.1.1. Биология клетки

Клетка — основная структурная единица всех живых организмов, элементарная живая целостная система, которая обладает рядом свойств: воспроизведение, синтез (анаболизм), катаболизм, производство энергии, поглощение, выделение, специфические функции.

Она представляет собой протоплазму, окруженную мембраной. В протоплазме расположено ядро, в котором содержится гены (наследственная информация) в виде молекул ДНК. В протоплазме имеются следующие структурные образования, их еще называют органеллами или органоидами:

— рибосомы (полирибосомы) — с помощью РНК производится строительство белка, иными словами, разворачиваются анаболические процессы;

— митохондрии — энергетические станции клетки, в них с помощью кислорода идет превращение жиров или глюкозы в углекислый газ (СО₂), воду и энергию, заключенную в молекулах АТФ;

— эндоплазматическая сеть — или саркоплазматический ретикулум является органеллой, состоящей из мембран и ферментативных систем, прикрепленных к ней;

— комплекс Гольджи — система мембран, образующих совокупность мешочков и пузырьков, служит для синтеза и выделения веществ из клетки;

— лизосомы — органеллы в форме пузырьков, содержат ферменты, разрушающие белки до простейших составляющих аминокислот, эти органеллы еще называют пищеварительным аппаратом клетки;

— глобулы гликогена — источник углеводов в клетке;

— капельки жира — источник жиров в клетке;

— специализированные органеллы — структурные компоненты клетки, присущие определенным видам клеток, например, миофибриллы мышечным волокнам.

В клетке разрешается главное противоречие — основа жизнедеятельности, динамическое равновесие между процессами анаболизма и катаболизма. Анаболизм связан с функционированием наследственного аппарата клетки, который управляет синтезем новых органелл, а лизосомы отвечают за катаболизм — разрушение органелл клетки, который существенно усиливается при повышении концентрации ионов водорода в цитоплазме.

Важно заметить, что все процессы анаболизма предопределяются стероидными гормонами. Они соединяются с рецепторами на мембранах клетки, образуют ансамбль «гормон-рецептор», который проникает в ядро и вызывает транскрипцию (расшифровку и считывание) наследственной информации. Так происходит управление анаболизмом. Катаболизм в клетке связан с активностью лизосом, лизосомы усиливают активность с ростом концентрации ионов водорода. В ходе физических упражнений образуется молочная кислота, именно она является ускорителем катаболизма в клетках.

КАТАБОЛИЗМ — это… Что такое КАТАБОЛИЗМ?

КАТАБОЛИЗМ — (от греч. katabole низвержение, разрушение), термин для обозначения процессов распада веществ в организме вообще, т.е. процессов диссимиляции (см.), и в этом смысле противополагаемый анаболизму (см.). Т. о. анаболизм и К. в совокупности обнимают… …   Большая медицинская энциклопедия

КАТАБОЛИЗМ — (от греч. katabole сбрасывание разрушение) (диссимиляция), совокупность протекающих в живом организме ферментативных реакций расщепления сложных органических веществ (в т. ч. пищевых). В процессе катаболизма происходит освобождение энергии,… …   Большой Энциклопедический словарь

КАТАБОЛИЗМ — КАТАБОЛИЗМ, см. МЕТАБОЛИЗМ …   Научно-технический энциклопедический словарь

катаболизм — ДИССИМИЛЯЦИЯ – совокупность реакций метаболизма, приводящих к расщеплению сложных органических веществ. Сопровождается синтезом АТФ (по этой причине под К. понимают обычно энергетический обмен клетки), низкомолекулярных соединений,… …   Словарь микробиологии

катаболизм — сущ., кол во синонимов: 1 • диссимиляция (3) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 …   Словарь синонимов

катаболизм — катаболизм. См. диссимиляция. (Источник: «Англо русский толковый словарь генетических терминов». Арефьев В.А., Лисовенко Л.А., Москва: Изд во ВНИРО, 1995 г.) …   Молекулярная биология и генетика. Толковый словарь.

КАТАБОЛИЗМ — см. Диссимиляция. Экологический энциклопедический словарь. Кишинев: Главная редакция Молдавской советской энциклопедии. И.И. Дедю. 1989 …   Экологический словарь

катаболизм — а, м. catabolisme m. <гр. katabole сбрасывание вниз. биол. Вид метаболизма: совокупность реакций обмена веществ в организме, соответствующее диссимиляции и направленных на распад органических веществ составных частей клеток и тканей: противоп …   Исторический словарь галлицизмов русского языка

катаболизм — – совокупность реакций, направленных на распад сложных молекул, как поступивших с пищей, так и уже входящих в состав клеток организма, до более простых веществ (конечных продуктов обмена) …   Краткий словарь биохимических терминов

катаболизм — Процесс разложения органических веществ в живом организме с выделением энергии [http://www.dunwoodypress.com/148/PDF/Biotech Eng Rus.pdf] Тематики биотехнологии EN catabolism …   Справочник технического переводчика

2. Энергетический обмен (катаболизм, диссимиляция)

Универсальным источником энергии во всех клетках служит АТФ (аденозинтрифосфат, или аденозинтрифосфорная кислота).

Все энергетические затраты любой клетки обеспечиваются за счёт универсального энергетического вещества — АТФ.

 

АТФ синтезируется в результате реакции фосфорилирования, то есть присоединения одного остатка фосфорной кислоты к молекуле АДФ (аденозиндифосфата):

 

АДФ + h4PO4+ 40 кДж = АТФ + h3O.

Энергия запасается в форме энергии химических связей АТФ.  Химические связи АТФ, при разрыве которых выделяется много энергии, называются макроэргическими.

При распаде АТФ до АДФ клетка за счёт разрыва макроэргической связи получит приблизительно \(40\) кДж энергии.

Энергия для синтеза АТФ из АДФ  выделяется в процессе диссимиляции.

Энергетический обмен (диссимиляция, катаболизм) — это совокупность химических реакций постепенного распада органических соединений, сопровождающихся высвобождением энергии, часть которой расходуется на синтез АТФ.

В зависимости от среды обитания организма, диссимиляция может проходить в два или в три этапа.

Процессы расщепления органических соединений у аэробных организмов происходят в три этапа: подготовительный, бескислородный и кислородный.

 

В результате этого органические вещества распадаются до простейших неорганических соединений.

 

 

У анаэробных организмов, обитающих в бескислородной среде и не нуждающихся в кислороде (а также у аэробных организмов при недостатке кислорода), диссимиляция происходит в два этапа: подготовительный и бескислородный.

 

В двухэтапном энергетическом обмене энергии запасается гораздо меньше, чем в трёхэтапном.

Первый этап — подготовительный

Подготовительный этап заключается в распаде крупных органических молекул до более простых: полисахаридов — до моносахаридов, липидов — до глицерина и жирных кислот, белков — до аминокислот.

Этот процесс называется пищеварением. У многоклеточных организмов он осуществляется в желудочно-кишечном тракте с помощью пищеварительных ферментов. У одноклеточных организмов — происходит под действием ферментов лизосом.

 

В ходе биохимических реакций, происходящих на этом этапе, энергии выделяется мало, она рассеивается в виде тепла, и АТФ  не образуется.

Второй этап — бескислородный (гликолиз)

Второй (бескислородный) этап заключается в ферментативном расщеплении органических веществ, которые были получены в ходе подготовительного этапа. Кислород в реакциях этого этапа не участвует.

Биологический смысл второго этапа заключается в начале постепенного расщепления и окисления глюкозы с накоплением энергии в виде \(2\) молекул АТФ.

Процесс бескислородного расщепления глюкозы называется гликолиз.

Гликолиз происходит в цитоплазме клеток.

 

Он состоит из нескольких последовательных реакций превращения молекулы глюкозы C6h22O6 в две молекулы пировиноградной кислоты — ПВК C3h5O3 и две молекулы АТФ (в виде которой запасается примерно \(40\) % энергии, выделившейся при гликолизе). Остальная энергия (около \(60\) %) рассеивается в виде тепла.

 

C6h22O6+2h4PO4+2АДФ=2C3h5O3+2АТФ +2h3O.

Получившаяся пировиноградная кислота при недостатке кислорода в клетках животных, а также клетках многих грибов и микроорганизмов, превращается в молочную кислоту C3H6O3.

 

HOOC−CO−Ch4пировиноградная кислота→НАД⋅H+H+лактатдегидрогеназаHOOC−CHOH−Ch4молочная кислота.

В мышцах человека при больших нагрузках и нехватке кислорода образуется молочная кислота и появляется боль. У нетренированных людей это происходит быстрее, чем у людей тренированных.

При недостатке кислорода в клетках растений, а также в клетках некоторых грибов (например, дрожжей), вместо гликолиза происходит спиртовое брожение: пировиноградная кислота распадается на этиловый спирт C2H5OH и углекислый газ CO2:

 

C6h22O6+2h4PO4+2АДФ=2C2H5OH+2CO2+2АТФ+2h3O.

Третий этап — кислородный

В результате гликолиза глюкоза распадается не до конечных продуктов (CO2 и h3O), а до богатых энергией соединений (молочная кислота, этиловый спирт) которые, окисляясь дальше, могут дать её в больших количествах. Поэтому у аэробных организмов после гликолиза (или спиртового брожения) следует третий, завершающий этап энергетического обмена — полное кислородное расщепление, или клеточное дыхание.

 

Этот этап происходит на кристах митохондрий.

Третий этап, так же как и гликолиз, является многостадийным и состоит из двух последовательных процессов — цикла Кребса и окислительного фосфорилирования.

Третий (кислородный) этап заключается в том, что при кислородном дыхании ПВК окисляется до окончательных продуктов — углекислого газа и воды, а энергия, выделяющаяся при окислении, запасается в виде  \(36\) молекул АТФ  (\(2\) молекулы в цикле Кребса и \(34\) молекулы в ходе окислительного фосфорилирования).

Этот этап можно представить себе в следующем виде:

 

2C3h5O3+6O2+36h4PO4+36АДФ=6CO2+42h3O+36АТФ.

Вспомним, что ещё две молекулы АТФ запасаются в ходе бескислородного расщепления каждой молекулы глюкозы (на втором, бескислородном, этапе). Значит, суммарный результат полного окисления молекулы глюкозы составляет \(38\) молекул АТФ.

Суммарное уравнение энергетического обмена:

  

C6h22O6+6O2=6CO2+6h3O+38АТФ.

В реакциях энергетического обмена используется не только глюкоза, но и липиды, белки. Но главным источником энергии в большинстве клеток являются углеводы.

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 [email protected]

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

Что такое катаболизм в биологии. Катаболизм

Ознакомившись с данным комплексным руководством, вы узнаете о роли анаболизма и катаболизма в физиологических и гормональных процессах, которые влияют на рост и потерю мышечной массы.

«Анаболизм» и «катаболизм» являются, пожалуй, наиболее часто употребляемыми терминами в бодибилдинге. Однако большинство людей на самом деле не слишком хорошо разбираются в тех процессах, которые они обозначают, а лишь знают, что первое относится к синтезу новых структур, а второе к их разрушению.

Учитывая вышесказанное, многие атлеты основной акцент делают на улучшении состава тела и мышечной гипертрофии, а сжигание жира зачастую является для них основной задачей. Поэтому мне представляется разумным рассказать о том, какую именно роль играют анаболизм и катаболизм в этих процессах, а также в работе организма в целом.

В данном руководстве будут рассмотрены основные принципы функционирования эндокринной системы человека и их влияние на белковый анаболизм и катаболизм. Метаболизм углеводов и жирных кислот будет рассмотрен в отдельной статье, наряду с ролью анаэробных и аэробных упражнений.

Метаболизм является одним из тех терминов, который знает и использует почти каждый из нас, однако лишь немногие понимают, так что он на самом деле означает. В данной главе мы ликвидируем пробелы в знаниях разберемся, что такое метаболизм простым языком.

Все живые организмы состоят из простейших частичек – клеток. Да, это означает, что даже примитивные микроорганизмы, присутствующие в теле человека, являются живыми и состоят из огромного количества (думаю из 100 триллионов) клеток, хотя многие состоят всего из одной. Но я отвлекся…

В этих клетках постоянно происходят химические реакции, сопровождающиеся поглощением и выделением энергии. Эти реакции делятся на два класса, о которых мы уже упоминали во введении, – анаболические и катаболические. В первых энергия используется для построения компонентов клеток и молекул, а во вторых – для разрушения сложных структур и веществ.

Поэтому, когда мы говорим о метаболизме, то имеем в виду совокупность всех этих физиологических реакций внутри клетки, которые необходимы для поддержания жизнедеятельности. Множество переменных, таких как гормональный фон, физическая активность, наличие питательных веществ и энергетическое состояние влияет на эти процессы, а также на то, когда и как они протекают. На данный момент просто усвойте – метаболизм — это весьма сложная система реакций в клетках, в ходе которых поглощается и высвобождается энергия .

«В ходе анаболических реакций синтезируются клеточные компоненты и молекулы, в то время как в ходе катаболических происходит обратный процесс».

Улучшение состава тела

Цель большинства атлетов – улучшить состав тела (т. е. уменьшить содержание жира и/или нарастить мышечную массу). Проблема заключается в том, что этот «противоречивый» процесс включает в себя как увеличение, так и снижение массы тела. В бодибилдинге и фитнесе многие люди становятся одержимы идеей одновременно избавиться от жира и нарастить мышечную массу.

Тем не менее, теоретически, эти процессы являются взаимоисключающими, поскольку один требует энергетического дефицита, а другой – энергетических излишков. Поэтому когда мне на глаза попадается какая-то «волшебная» программа, гарантирующая одновременное избавление от жира и наращивание мышц, то я стараюсь держаться от нее подальше, поскольку это довольно самонадеянное заявление, претендующее на преодоление законов термодинамики.

Так что идею одновременного наращивания мышечной массы и сжигания жира лучше всего представить в виде качелей (доска на подставке) – если одна сторона поднимается, то другая обязательно опуститься.

Именно поэтому традиционный подход многих атлетов, желающих улучшить состав тела, заключается в чередовании периодов наращивания мышц и потери жира. В просторечии эти процессы называют «массой» и «сушкой» соответственно. Есть также период поддержания, когда атлет не набирает/теряет мышечную массу и жир.

Итак, давайте теперь посмотрим на то, какую роль играет анаболизм и катаболизм белков, когда дело доходит до совершенствования состава тела.

Белок и наращивание скелетной мышечной ткани

Скелетная мышечная ткань является крупнейшим «хранилищем» аминокислот в организме человека. Многие бодибилдеры и просто сторонники здорового образа жизни любят обсуждать тему потребление белка, в основном потому, что этот макронутриент обеспечивает «строительный материал» (аминокислоты), необходимый для синтеза мышечной ткани.

Однако люди часто неправильно истолковывают информацию по данному вопросу. На самом деле, белки являются важнейшими макромолекулами, играющими множество важных ролей в организме человека. Они имеют отношение не только к синтезу мышечной ткани, но и принимают участие во многих других процессах:

• Белковый обмен организма в целом – синтез и распад белка во всех органах, включая скелетные и прочие мышцы
• Белковый обмен в скелетных мышцах — синтез и распад белка, происходящий только в скелетных мышцах

Как вы уже наверняка догадались, когда дело доходит до улучшения состава тела, мы стараемся намеренно нарастить именно скелетную мышечную ткань, а не какую-нибудь другую. Это не означает, что общий синтез белка в организме играет негативную роль (так как на самом деле он жизненно важен для существования), но его запредельный уровень в течение определенного периода времени может привести к увеличению органов и проблемам со здоровьем.

Синтез, распад, обмен, анаболизм, катаболизм и гипертрофия

• Синтез мышечного белка – синтеза белка, происходящий в скелетной мышечной ткани
• Распад мышечного белка – распад белка, происходящий исключительно в скелетной мышечной ткани
• Белковый обмен – баланс между синтезом и распадом белка
• Белковый анаболизм в мышцах — состояние мышечной ткани, при котором синтез белка превышает его распад, и когда мышцы, следовательно, увеличиваются в размерах.
• Белковый катаболизм в мышцах – состояние мышечной ткани, при котором распад белка превышает его синтез, и когда мышцы, следовательно, уменьшаются в размерах.
• Гипертрофия — разрастание ткани (обычно применительно к мышцам)
• Атрофия – уменьшению мышц в объеме, усыхание (процесс противоположный гипертрофии)

Основные гормоны и факторы, относящиеся к белковому анаболизму и катаболизму в скелетных мышцах

Итак, мы подошли к главной теме данного руководства. Настало время поговорить о том, какие факторы играют наибольшую роль в анаболизме и катаболизме белка, что в конечном итоге и оказывает влияние на состав тела. Как упоминалось ранее, в ходе анаболических реакций формируются клеточные компоненты и молекулы, в то время как во время катаболических все происходит наоборот. Также напомню, что анаболические реакции требуют поступления энергии, а катаболические сопровождаются ее выделением. Оба процесса имеют большое значение в наращивании скелетной мышечной ткани — одного из наиболее важных аспектов улучшения состава тела.

Вот перечень тем, которые в дальнейшем будут рассмотрены:

• Аминокислотный пул, транспортировка и окисление аминокислот
• Инсулин
• Инсулиноподобный фактор роста -1 (ИФР-1) и белок-3, связывающий инсулиноподобный фактор роста (IGFBP-3)
• Гормон роста
• Андрогенные гормоны
• Эстрогенные гормоны
• Гормоны щитовидной железы
• «Гормоны стресса» — глюкокортикоиды, глюкагон и катехоламины

Помните, что многие гормоны и факторы, рассмотренные в данном руководстве, определенным образом взаимодействуют друг с другом, что почти невозможно (или как минимум непрактично) игнорировать, особенно в повседневной жизни.

Аминокислотный пул, транспортировка и окисление аминокислот

Как отмечалось ранее, мышечная ткань служит крупнейшим «хранилищем» аминокислот в организме, а также большого количества белка. Существуют 2 основных аминокислотных пула, которые нас в настоящий момент интересуют – циркулирующий и внутриклеточный.

Когда организм находится в состоянии голодания (и в других катаболических состояниях), из мышц в кровоток высвобождаются аминокислоты, чтобы питать остальные ткани тела. И наоборот, когда необходим белковый анаболизм, аминокислоты активно транспортируются из кровотока в межклеточное пространство мышечных клеток и встраиваются в белки (таким образом, синтезируя новые).

То есть в дополнение к внутриклеточным аминокислотам, синтез/анаболизм белка также частично регулируется транспортировкой аминокислот как в мышечные клетки, так и из них.

У животных (в основном хищников) аминокислоты обеспечивают достаточное количество энергии посредством окисления. Окисление аминокислот до аммиака с последующим образованием углеродного скелета происходит при чрезмерном присутствии в рационе белка, голодании, ограничении углеводов и/или сахарном диабете.

Аммиак выводится из организма в виде мочевины через почки, в то время как углеродные скелеты аминокислот входят в цикл лимонной кислоты для выработки энергии. Некоторые люди выступают против традиционной «диеты бодибилдера» и утверждают, что высокий уровень потребления белка нагружает почки. Однако даже потребление белка из расчета более чем 4 грамма на 1 килограмм мышечной массы тела не несет никакой опасности для людей со здоровыми почками (хоть это и чрезмерное количество для большинства натуральных атлетов).

«Эстрогены повышают уровень гормона роста и ИФР-1, что благоприятно для белкового анаболизма и антикатаболизма»

Инсулин

Инсулин – это пептидный гормон, вырабатываемый поджелудочной железой, преимущественно в ответ на повышение уровня сахара в крови (поскольку выступает регулятором белков­-транспортеров глюкозы). С резким ростом количества заболеваний диабетом 2-го типа в США инсулин, к сожалению, получил печальную известность чуть ли не главного врага человечества.

Однако, если ваша цель заключается в создании стройного и мускулистого тела, то инсулин сослужит вам хорошую службу. Воспользуйтесь его анаболическими свойствами, а не избегайте любой ценой, как это предлагают делать многочисленные противники углеводов.

Инсулин – один из самых мощных анаболических гормонов в организме человека. Он активизирует синтез белка во всем теле при достаточном пополнении запасов аминокислот. Ключевым моментом здесь является то, что состояние гиперинсулинемии (повышенный уровень инсулина) без сопутствующего наличия аминокислот не приводит к увеличению синтеза белка во всем организме (хотя и снижает степень его распада).

Кроме того, в то время как инсулин снижает степень распада белка во всем организме, он не модулирует убиквитинирующую систему, отвечающую за регуляцию распада мышечного белка.

Исследования показывают, что инсулин напрямую не изменяет скорость трансмембранного транспорта большинства аминокислот, но, скорее, повышает синтез мышечного белка на основе активного внутриклеточного пула аминокислот. Исключением из этого правила являются аминокислоты, которые используют натрий-калиевую помпу (преимущественно аланин, лейцин и лизин) поскольку инсулин заставляет клетки скелетных мышц гиперполяризироваться путем активации этих помп.

Это позволяет предположить, что состояние гиперинсулинемии параллельно с состоянием гипераминоацидемии (повышенное содержание аминокислот в плазме) должно быть достаточно благоприятным для синтеза мышечного белка. Именно поэтому пациентам с крайней степенью истощения часто назначаются инъекции аминокислот и инсулина.

Резюме:

Инсулин – анаболический гормон, который способствует синтезу белка в скелетных мышцах, но для достижения этого эффекта необходимо поступление аминокислот.

Как отмечалось выше, состояние гиперинсулинемии и гипераминоацидемии будет способствовать синтезу мышечного белка, а лучший способ их вызывать – просто потреблять белки и углеводы.

Однако не стоит полагать, что чем больше инсулина, тем лучше. Как показывают исследования, хотя этот гормон усиливает синтез белка в мышцах после принятия пищи, существует определенная точка насыщения, когда он уже не обеспечивает более интенсивную реакцию.

Многие люди считают, что огромная порция быстрых углеводов вместе с сывороточным протеином идеально подходит для активации роста мышечного белка, особенно после силовых тренировок. На деле, вы не должны стараться достичь резкого всплеска уровня инсулина. Медленный, постепенный инсулиновый ответ (как видно при загрузке углеводами с низким гликемическим индексом) дает такие же преимущества для синтеза мышечного белка, как и быстрый.

Инсулиноподобный фактор роста-1 (ИФР-1) и белок-3, связывающий инсулиноподобный фактор роста (IGFBP-3)

ИФР-1 – это пептидный гормон, очень похожий по своей молекулярной структуре на инсулин, который оказывает влияние на рост организма. Он вырабатывается в основном в печени при связывании гормона роста и действует на некоторые ткани как локально (паракринно), так и системно (эндокринно). Таким образом, ИФР-1 является медиатором влияния гормона роста и влияет на рост и пролиферацию клетки.

В данном контексте также важно рассмотреть действие IGFBP-3, поскольку практически весь ИФР-1 связан с одним из 6 белковых классов, и IGFBP-3 составляет около 80% всех этих «привязок».

Считается, что ИФР-1 оказывает воздействие на белковый обмен, аналогичное инсулину (при высоких концентрациях), благодаря своей способности связывать и активировать инсулиновые рецепторы, хотя и гораздо меньшей степени (около 1/10 доли от влияния инсулина).

Поэтому не удивительно, что ИФР-1 способствует анаболизму белка в скелетных мышцах и всем организме в целом. Уникальная особенность IGFBP-3 заключается в том, что он препятствует атрофии скелетных мышц (т. е. оказывает антикатаболический эффект).

Резюме:

Поскольку ИФР-1 и IGFBP-3 стимулируют белковый анаболизм и предотвращают атрофию скелетных мышц и кахексию, у многих из вас может возникнуть разумный вопрос о том, как повысить уровень содержания в крови этих структур?

Что ж, на количество ИФР-1 и IGFBP-3 (а также гормона роста) в крови в любой момент времени влияет сразу несколько факторов, включая генетику, биоритмы, возраст, физические упражнения, питание, стресс, болезни и этническую принадлежность.

Многие могут предположить, что увеличение уровня инсулина приведет к последующему повышению ИФР-1, однако это не так (напомню – инсулин и ИФР-1 структурно несколько похожи, но вырабатываются по-разному). Поскольку к выработке ИФР-1, в конечном счете, приводит гормон роста (ориентировочно через 6-8 часов после поступления в кровоток), разумнее сосредоточиться на повышении уровня последнего (о чем мы поговорим в разделе о гормоне роста).

И еще одно замечание. В последние годы некоторые производители добавок старались нас убедить, будто росту скелетных мышц и восстановлению организма способствует экстракт оленьих рогов из-за большого количества ИФР-1, которое в нем содержится. Не стоит верить этим словам, поскольку ИФР-1 является пептидным гормоном, и, будучи принятым перорально, он будет быстро расщепляется в желудочно-кишечном тракте, прежде чем попадет в кровоток. Именно по этой причине люди, страдающие диабетом 2 типа, вынуждены делать инъекции инсулина (также являющегося пептидным гормоном), а не принимать его в таблетках или других подобных формах.

«Кортизол часто участвует в процессе мышечной атрофии, поскольку главным образом действует как катаболический гормон с точки зрения своих метаболических функций»

Гормон роста

Гормон роста (ГР) является пептидным гормоном, вырабатываемым в гипофизе, который стимулирует рост клеток и их воспроизводство. Если человек полноценно питается, то ГР вызывает производство инсулина в поджелудочной железе, а также ИФР-1, как только достигает печени, что впоследствии приводит к увеличению мышечной массы, жировой ткани и пополнению запасов глюкозы. При голодании и других катаболических состояниях ГР преимущественно стимулирует высвобождение и окисление свободных жирных кислот для использования их в качестве источника энергии, сохраняя тем самым мышечную массу тела и запасы гликогена.

Многие «фитнес-гуру» не понимают сути действия ГР, утверждая, будто он не является анаболиком или вовсе полезен с медицинской точки зрения (что звучит весьма самонадеянно, учитывая совокупность научных доказательств в отношении этого гормона). В действительности, ГР обладает целым рядом анаболических действий, но они отличаются от действий инсулина. ГР может рассматриваться в качестве основного анаболического гормона при стрессе и голодании, в то время как инсулин является таковым в препрандиальный период.

Резюме:

ГР – очень сложный гормон, который сегодня активно исследуется учеными, поскольку многие его свойства остаются невыясненными.

ГР является мощным гормоном, стимулирующим синтез белка и снижающим степень его распада во всем организме. Вполне вероятно, что эти эффекты могут индуцироваться в тканях скелетных мышц, а также при подъеме уровня ИФР-1 (надеюсь, в ближайшие годы исследования будут посвящены именно этому аспекту).

Кроме того, ГР сильно тормозит процесс окисления и усиливает трансмембранную транспортировку важных аминокислот, таких как лейцин, изолейцин и валин (с разветвленной цепью). Также следует отметить, что ГР является основным фактором, влияющим на сжигание жира, поскольку способствует использованию свободных жирных кислот в качестве источника энергии.

Как было отмечено выше в разделе об ИФР-1, на объемы и время секреции ГР влияют множество переменных. Если учесть, что ГР секретируется в «импульсном» режиме (около 50% общей суточной выработки происходит во время глубокого сна), то предполагается целесообразным рассмотреть следующий перечень его стимуляторов и ингибиторов:

Стимуляторы выработки ГР:

• Половые гормоны (андрогены и эстрогены)
• Пептидные гормоны, такие как грелин и релизинг-пептиды гормона роста (GHRH)
• L-DOPA, предшественник нейромедиатора дофамина
• Никотиновая кислота (витамин В3)
• Агонисты никотиновых рецепторов
• Ингибиторы соматостатина
• Голод
• Глубокий сон
• Интенсивные упражнения

Ингибиторы выработки ГР:

• Соматостатин
• Гипергликемия
• ИФР-1 и ГР
• Ксенобиотики
• Глюкокортикоиды
• Некоторые метаболиты половых гормонов, такие как дигидротестостерон (ДГТ)

«Идею одновременного наращивания мышечной массы и сжигания жира лучше всего представить в виде качелей (доска на подставке) – если одна сторона поднимается, то другая обязательно опуститься»

Андрогенные гормоны

Многие из вас, вероятно, знакомы с термином «анаболические андрогенные стероиды» (ААС), часто используемым в средствах массовой информации и фитнес-среде. Андрогены действительно являются анаболическими гормонами, влияющими на развитие мужских половых органов и вторичных половых признаков.

Существует несколько андрогенов, вырабатываемых в надпочечниках, но мы остановимся лишь на тестостероне (в основном он вырабатывается в семенниках мужчин и яичниках у женщин), поскольку это основной мужской половой гормон и самый мощный природный, эндогенно произведенный анаболический стероид.

Есть множество доказательств того, что тестостерон играет ключевую роль в росте и поддержании скелетной мышечной ткани. Как показали исследования, прием препаратов на основе тестостерона мужчинами с гипогонадизмом вызывает довольно резкое увеличение мышечной ткани, силы скелетных мышц и синтеза белка. Аналогичный эффект был достигнут у спортсменов и обычных здоровых людей после введения им фармакологических доз различных андрогенов.

Похоже, что тестостерон, как и гормон роста, оказывает анаболический эффект за счет снижения степени окисления аминокислот (в частности лейцина) и увеличения их поглощения в организме в целом, а также белками скелетных мышц.

Кроме того, тестостерон и гормон роста создают синергетический анаболический эффект, усиливая свое воздействие на синтез белка в скелетных мышцах.

Резюме :

Существует множество причин, по которым тестостерон и другие андрогены так хорошо изучены. Совершенно очевидно, что эти соединения обладают многочисленными анаболическими свойствами. Тестостерон является сильным ингибитором окисления аминокислот и повышает синтез белка, как в скелетных мышцах, так и в организме в целом (а также, кажется, оказывает антипротеолитический эффект). Как и в случае с гормоном роста и ИФР-1, в модуляции эндогенной секреции тестостерона играют роль множество факторов. Ниже представлен краткий перечень некоторых из них.

Положительные факторы:

• Достаточное количество сна
• Снижение уровня жира (в определенной степени, поскольку жировые клетки секретируют ароматазы)
• Интенсивные физические упражнения (особенно силовые)
• Добавки на основе d-аспарагиновой кислоты
• Добавки с витамином D
• Воздержание (примерно в течение 1 недели)

Отрицательные факторы:

• Ожирение
• Недостаток сна
• Сахарный диабет (в особенности 2-го типа)
• Малоподвижный образ жизни
• Крайне низкокалорийная диета
• Продолжительные аэробные/кардио упражнения
• Чрезмерное потребление алкоголя
• Ксенобиотики

Эстрогенные гормоны

Эстрогены являются основными женскими половыми гормонами, которые отвечают за рост и созревание репродуктивных тканей. В организме мужчин они также присутствуют, хотя и в значительно меньших концентрациях. Существует три основных эстрогена, вырабатывающихся в процессе стероидогенеза: эстрадиол, эстрон и эстриол. По своему воздействию эстрадиол примерно в 10 раз мощнее эстрона и в 80 раз мощнее эстриола.

У женщин большая часть эстрогенов вырабатывается в яичниках посредством ароматизации андростендиона, в то время как у мужчин – в малых количествах в яичках в результате ароматизации тестостерона в жировых клетках.

В отличие от тех гормонов, которые мы уже обсуждали, эстрогены, кажется, обладают, как анаболическими и катаболическими свойства в отношении белкового обмена (главным образом посредством других гормонов в организме).

Исследования показали, что эстрогены повышают уровень ГР и ИФР-1, оба из которых благоприятны для белкового анаболизма и антикатаболизма. Кроме того, эстрогены задерживают воду, что способствуют увеличению клеток и, следовательно, анаболическому процессу.

Однако при чрезмерном присутствии эстрогены могут косвенно вызывать катаболизм путем блокады андрогенных рецепторов и снижения регуляции выработки гонадотропин-рилизинг-гормона в гипоталамусе, что, в конечном счете, приводит к уменьшению выработки тестостерона в организме.

Резюме:

Как и со всем, что касается здоровья и фитнеса, в уровне эстрогенов должен быть найден баланс. Эстрогены играют множество важных ролей в организме человека, включая ряд анаболических/антикатаболических воздействий на белковый обмен.

Будьте осторожны, поскольку превышение уровня эстрогена (особенно у мужчин) обычно приводит к уменьшению секреции и доступности тестостерона, что препятствует его позитивному влиянию на метаболизм белка.

Вот несколько общих советов, которые помогут вам сбалансировать выработку эстрогена:

• Придерживайтесь сбалансированной диеты с достаточным количеством витаминов, минералов и клетчатки
• Ограничьте потребление сои и фитоэстрогенов из растительной пищи
• Ограничьте потребления алкоголя, поскольку он ухудшает способность печени метаболизировать эстрогены
• Регулярно тренируйтесь
• Поддерживайте здоровый вес тела, избегая его недостатка или ожирения

Гормоны щитовидной железы

Гормоны щитовидной железы являются одними из основных регуляторов метаболизма, влияющими на почти каждую клетку человеческого тела. Щитовидная железа вырабатывает тироксин (Т4) и трийодтиронин (Т3), при этом Т4 является прогормоном Т3. Т3 примерно в 20 раз мощнее Т4, поэтому считается «настоящим» гормоном щитовидной железы (большая часть Т3 образуется в результате дейодирования Т4).

Данные исследований позволяют предположить, что тиреоидные гормоны увеличивают как синтез, так и распад белка во всем организме. При этом последний они стимулируют активнее, а значит оказывают катаболическое воздействие.

В целом, гормоны щитовидной железы в нормальном физиологическом диапазоне играют главную роль в регуляции белкового обмена. По-видимому, нет никакой пользы для скелетных мышц или анаболизма белка в увеличении выработки гормонов щитовидной железы с целью достичь состояния гипертиреоза, который, вероятно, оказывает катаболический эффект.

Резюме:

Поскольку главной целью данной статьи является рассказ о гормонах и факторах, влияющих на белковый обмен, в этом разделе не упоминалось о роли тиреоидных гормонов в процессе жирового и углеводного обменов. Просто знайте, что катаболический характер тиреоидных гормонов означает, что они будут благоприятны для потери жира благодаря повышающей регуляции метаболизма (поэтому многие люди, страдающие гипертиреозом, как правило, имеют пониженную массу тела и/или испытывают трудности в наборе веса).

Однако, если ваша цель – достичь анаболизма (особенно в скелетных мышцах), не стоит манипулировать уровнем гормонов щитовидной железы. Лучшим решением поддержать должный метаболизм белков для вас станет сохранение эутиреоидного состояния (то есть нормы).

«Гормоны стресса» — глюкокортикоиды, глюкагон и эпинефрин

Термин «гормоны стресса» часто используется в литературе для обозначения глюкокортикоидов (преимущественно кортизола), глюкагона и катехоламинов (в частности эпинефрина/адреналина). В первую очередь это связано с тем, что их секреция стимулируется в ответ на стресс (обратите внимание, что стресс – это не всегда плохо, и не является синонимом слову «беда»).

Глюкокортикоиды относятся к классу стероидных гормонов, вырабатывающихся в надпочечниках. Они регулируют обмен веществ, развитие, иммунную функцию и процессы познания. Основной глюкокортикоид, образующийся в организме человека, – кортизол. Кортизол является важным гормоном, необходимым для поддержания жизнедеятельности, но, как и многими другие гормоны, в слишком высокой или низкой концентрации может нанести организму ущерб.

Кортизол часто участвует в процессе мышечной атрофии, поскольку главным образом действует как катаболический гормон с точки зрения своих метаболических функций. В периоды недоедания/голодания он поддерживает номинальную концентрацию глюкозы в крови, инициируя глюконеогенез. Часто это происходит за счет распада белков, с целью использования аминокислот в качестве субстрата для данного процесса.

Глюкагон является пептидным гормоном, вырабатываемым в поджелудочной железе. Главным образом, он работает в направлении, обратном действию инсулина (например, стимулирует выделение глюкозы из печени в кровь, когда уровень сахара в последней падает). Аналогично кортизолу, глюкагон влияет на глюконеогенез и гликогенолиз.

Последним гормоном в данной «триаде» является эпинефрин/адреналин (иногда его еще называют гормоном страха). Он вырабатывается в центральной нервной системе и надпочечниках и влияет на почти все ткани организма путем воздействия на адренорецепторы. Как кортизол и глюкагон, адреналин стимулирует гликогенолиз в печени и мышцах.

В ответ на инъекции гормонов стресса темпы синтеза белка в скелетной мышечной ткани резко снижаются. По-видимому, при длительном воздействии стрессовых гормонов синтез мышечного белка нарушается, что приводит к атрофии мышечной ткани.

Также следует отметить, что адреналин и кортизол могут ингибировать секрецию инсулина, а как вы помните, инсулин – это анаболический гормон. По данным некоторых исследований, кортизол тормозит синтез ИФР-1, что, как уже было упомянуто, контрпродуктивно для анаболизма белка.

Резюме:

Гормоны стресса не являются «плохими», и их не следует избегать или подавлять любой ценой, поскольку они крайне необходимы во многих аспектах жизни.

Как показывают результаты исследований, инъекции этих гормонов способствуют расщеплению белка в большинстве тканей организма и стимулируют окисление аминокислот. Они могут также нарушать синтез белка в результате постоянного воздействия и резкого выброса инсулина и ИФР-1. Совокупность этих действий в конечном итоге приводит к катаболическому эффекту.

Однако не стоит неправильно истолковывать последнее утверждение и полагать, будто резкие всплески этих гормонов (что происходит в результате сильного стресса) вредят росту мышц. Гормоны стресса являются неотъемлемой частью физиологии человека. Если у вас аномально высокий уровень кортизола, глюкагона и адреналина в крови в течение длительных периодов времени (например, при синдроме Кушинга, хроническом стрессе и т. д.), то вам, вероятно, не стоит волноваться по поводу их скачков, поскольку это не только нецелесообразно, но и вредно.

Заключение

Хотя данная статья изобилует научными терминами, я надеюсь, что она пролила свет на основные факторы, влияющие на метаболизм белка. Это сложная тема, и белковый обмен является постоянно развивающейся областью исследований, но данный вопрос необходимо анализировать и обсуждать.

Статья не призывает принимать упоминаемые в ней соединения или гормоны без разрешения и наблюдения со стороны квалифицированного специалиста. Изложенная в ней информация предназначена для использования в целях манипулирования уровнем гормонов эндогенным, а не экзогенным способом.

И наконец, помните, что многие физиологические процессы носят очень сложный характер. Важно всегда принимать во внимание обстоятельства и контекст ситуации. Непрактично и неразумно забывать о важности индивидуальных особенностей человека, давая ему советы относительно диеты и тренировок.

Данное руководство призвано рассказать о факторах, влияющих на белковый обмен, и дать вам, уважаемый читатель, информацию, которая поможет выстроить оптимальную программу питания и образ жизни, необходимый для достижения поставленных целей.

Главный враг любого культуриста — катаболизм. Это такой процесс в нашем организме, который разрушает сложные структуры (белок, углеводы) до простых (аминокислоты, глюкоза). Обычно возникает от стресса, переутомления, физических нагрузок, и непременно ведёт за собой выброс кортизола.

Кортизол — иначе гормон стресса. Он разрушает белок наших мышц, способствует накоплению жира и повышает уровень глюкозы в нашей крови. Кортизол играет очень негативную роль в организме. Дело в том, что физические упражнения являются стрессом для организма, идет выброс всех гормонов, и кортизола в том числе. Организму необходимо восполнить недостаток в аминокислотах, которые расходуются во время тренировки, также необходимо восполнить недостаток гликогена (это быстрый углевод, находящийся в нашей печени и питающий наши мышцы, именно потому после или в течение тренировки у вас может возникнуть болезненное ощущение в печени).

Таким образом после тренировки нам необходимо побороть этот самый катаболический эффект. Сделать это довольно просто. Самым пока что простым способом является прием спортивного питания. Протеин, либо аминокислотные комплексы, либо отлично восполнят запас аминокислот в организме. Кроме того, прием восполнит так же и запасы гликогена. На мой взгляд это является самым практичным решением, так как очень удобно после тренировки достать шейкер и выпить белково-углеводный коктейль.
Однако можно побороть катаболический эффект и обычной пищей. Допустим банан, либо шоколадный батончик вернут уровень глюкозы в норму (в следствии чего и восполнятся запасы гликогена), а пол литра того же молока, либо кефира восполнят запасы аминокислот, и не дадут вашему организму «съесть» ваши мышцы.

Но катаболизм возникает не только после тренировки. Утро — вот настоящий ужас для культуриста. Как только мы просыпаемся — организму в огромных количествах нужны аминокислоты и глюкоза! Многие культуристы (чаще начинающие), пытаясь похудеть бегают утром не позавтракав. Давайте прикинем. Допустим вы скушали пачку обезжиренного творога и легли спать в 23 часа. В 7 часов утра вы просыпаетесь и идете на пробежку. Пусть это займет у вас 60 минут. Уже 8 часов. Пока вы вернетесь, примите душ и приготовите завтрак — это еще 30-60 минут. То есть принять пищу получится только в 9 утра. Организм 10 часов не получал абсолютно никаких питательных веществ. Питание организма не будет происходить за счет сжигания жиров , чего многие ждут. Зато ваш организм будет успешно расщеплять белок ваших мышц на аминокислоты, таким образом катаболический эффект, который возникает каждое утро — будет усилен.

Побороть катаболический эффект утром можно плотным завтраком. Яичница либо вареные яйца, овсянка с мёдом, какой либо фрукт (апельсин, банан, яблоко) и крепкий чай. Вы получите абсолютно всё, что нужно вашему организму, и таким образом сведете к минимуму выброс кортизола, и соответственно уровень катаболизма. Многие пытаются побороть утренний катаболизм с помощью , однако я не считаю это хорошей идеей. Так как вам нужна обычная пища, а спортивные добавки являются именно добавками. Так что не заменяйте плотный завтрак белково-углеводными коктейлями.

text_fields

text_fields

arrow_upward

Обмен веществ и энергии — это совокупность физических, хими­ческих и физиологических процессов превращения веществ и энер­гии в организме человека и обмен веществами и энергией между организмом и окружающей средой .

Непрерывно идущий между ор­ганизмом и окружающей средой обмен веществ и энергией является одним из наиболее существенных признаков жизни.

Для поддержания процессов жизнедеятельности обмен веществ и энергии обеспечивает пластические и энергетические потребности организма. Это достигается за счет извлечения энергии из поступа­ющих в организм питательных веществ и преобразования ее в фор­мы макроэргических (АТФ и другие молекулы) и восстановленных (НАДФ-Н — никотин- амид- адениндинуклеотидфосфат) соединений. Их энергия используется для синтеза белков, нуклеиновых кислот, липидов, а также компонентов клеточных мембран и органелл клет­ки, для выполнения механической, химической, осмотической и электрической работ, транспорта ионов. В ходе обмена веществ в организм доставляются пластические вещества, необходимые для биосинтеза, построения и обновления биологических структур.

Анаболизм и Катаболизм

text_fields

text_fields

arrow_upward

В обмене веществ (метаболизме) и энергии выделяют два взаи­мосвязанных, но разнонаправленных процесса:

1. Анаболизм, основу которого составляют процессы ассимиляции,

2. Катаболизм, в основе которого лежат процессы диссимиляции.

Анаболизм — это совокупность процессов биосинтеза органических веществ, компонентов клетки и других структур органов и тканей. Анаболизм обеспечивает рост, развитие, обновление биологических структур, а также непрерывный ресинтез макроэргов и накопление энергетических субстратов.

Катаболизм — это совокупность процессов расщепления сложных молекул, компонентов клеток, органов и тканей до простых веществ, с использованием части из них в качестве предшественников биосин­теза, и до конечных продуктов распада с образованием макроэргичес­ких и восстановленных соединений. Взаимная связь основных функ­циональных элементов метаболизма представлена на рис. 10.1.

На схеме видно, что взаимосвязь процессов катаболизма и ана­болизма основывается на единстве биохимических превращений, обеспечивающих энергией все процессы жизнедеятельности и по­стоянное обновление тканей организма . Движущей силой жизнеде­ятельности служит катаболизм. Сопряжение анаболических и катаболических процессов могут осуществлять различные вещества, но главную роль играют АТФ, НАДФ-Н. В отличие от других посред­ников метаболических превращений АТФ циклически рефосфорилируется, а НАДФ-Н — восстанавливается.

Обеспечение энергией процессов жизнедеятельности осуществля­ется за счет анаэробного и аэробного катаболизма поступающих в организм с пищей белков, жиров и углеводов .

В ходе анаэробного сбраживания глюкозы (гликолиза) или ее резервного субстрата гли­когена (гликогенолиза) превращение 1 моля глюкозы в 2 моля лактата приводит к образованию 2 молей АТФ. Энергии, образующейся в ходе анаэробного обмена, недостаточно для осуществления про­цессов жизнедеятельности животных организмов. За счет анаэроб­ного гликолиза могут удовлетворяться лишь ограниченные кратко­временные энергетические потребности клетки. Известно, напри­мер, что зрелый эритроцит млекопитающих полностью удовлетворяет свои энергетические нужды за счет гликолиза.

В организме животных и человека в процессе аэробного обмена почти все органические вещества, в том числе продукты анаэроб­ного обмена, полностью распадаются до СО 2 и Н 2 О. Общее коли­чество молекул АТФ, образующихся при полном окислении 1 моля глюкозы до СО 2 и Н 2 О, составляет 25,5 молей. При полном окис­лении молекулы жиров образуется большее количество молей АТФ, чем при окислении молекулы углеводов. Так при полном окислении 1 моля пальмитиновой кислоты образуется 91,8 молей АТФ. Коли­чество молей АТФ, образующихся при полном окислении амино­кислот и углеводов, примерно одинаково. АТФ играет в организме роль внутренней «энергетической валюты», переносчика и аккумуля­тора химической энергии.

Основным источником энергии восстановления для реакции био­синтеза жирных кислот, холестерина, аминокислот, стероидных гор­монов, предшественников синтеза нуклеотидов и нуклеиновых кис­лот является НАДФ-Н. Образование этого вещества осуществляется в цитоплазме клетки в процессе фосфоглюконатного пути катабо­лизма глюкозы. При таком расщеплении 1 моля глюкозы образуется 12 молей НАДФ-Н.

Процессы анаболизма и катаболизма находятся в организме в состоянии динамического равновесия или превалирования одного из них . Преобладание анаболических процессов над катаболическими приводит к росту, накоплению массы тканей, а преобладание катаболических процессов ведет к частичному разрушению тканевых структур, выделению энергии. Состояние равновесного или нерав­новесного соотношения анаболизма и катаболизма зависит от воз­раста (преобладание анаболизма в детском возрасте, равновесие у взрослых, преобладание катаболизма в старческом возрасте), состо­яния здоровья, выполняемой организмом физической или психоэмо­циональной нагрузки.

Практически каждый атлет знает, что расти все время невозможно. Каждый борется с этим по-своему. Именно из-за невозможности постоянного роста и появились в свое время хардгейнеры. Видели вы бодибилдеров, которые питаются по расписанию и постоянно глотают анаболические стероиды? Зачем все это нужно? Ответ заключается в одном слове – катаболизм.

Суть

Катаболизм – этопрямая составляющая метаболических процессов в организме. Что она из себя представляет? Все очень просто – это оптимизация ресурсов. Наш организм работает, как маятник, постоянно создавая новые клетки, и разрушая старые. Фактически за 5 лет вы полностью обновляетесь, являясь другим человеком. Но и это еще не все.

Катаболизм и находятся в постоянном равновесии, и напрямую зависят от следующих факторов:

• Необходимость в изменении баланса.
• Питание.
• Скорость метаболизма.
• Количество сна.
• Другие факторы.

Рассмотрим на простом примере процессы оптимизации ресурсов организма. Изначально, в течение дня, организм стремиться к расщеплению энергии и синтезу новых клеток. В ночное время, происходит перезагрузка, и он начинает убивать ненужные клетки, расщепляя их, и подготавливаясь к обновлению. В случае возникновения стрессовых нагрузок, катаболические процессы значительно ускоряются. Однако, в этом случае, ускорение катаболизма происходит в качстве подготовки к мощному анаболическому скачку. Умертвляются и разрушаются все клетки, которые неспособны выдерживать новые уровни нагрузок, заменяясь более мощными и сильными.

Нагрузки – являются именно тем фактором, который влияет на сдвиг баланса между анаболическими и катаболическими процессами.

Когда нагрузки в организме проходят (например, человек перестает заниматься спортом), то умный организм оптимизирует ресурсы для того, чтобы в случае голодовки или другого мощного стресса мог выжить. И все мы наблюдаем разрушение мышц. Особенно это хорошо заметно, если следить за атлетами после окончания их карьеры. Обычно они теряет до 40% от наработанной мышечной массы.




Важно понимать, что физические нагрузки – не единственный фактор, который изменяет баланс между катаболизмом и анаболизмом. Любое изменение в режиме дня или питании может сдвинуть ползунок в ту или иную сторону.

Физиология

Физиология катаболизма заключается в расщеплении тканей с последующим их окислением. В процессе , любая деятельность провоцирует начало общего пути катаболизма. В ходе стрессовой ситуации (мышечного/умственного напряжения), организм начинает потреблять огромное количество гликогена. В последствии, в случае достаточного наличия кислорода в крови, в ход идет расщепление АТФ мышечной ткани, что и провоцирует разрушение и микротравмы мышечной ткани.

Примечание: катаболизм – это не всегда плохо. Ведь процесс касается не только мышечной, но и жировой ткани. В частности, многие диеты и тренировочные комплексы на сушку подразумевают активизацию катаболических процессов, для выведения из открытых инсулином клеток, липидов с последующим расщеплением их на энергию, и окислением.

Этапы

Так как катаболизм – это циклическая процедура, то она имеет активные и пассивные фазы, совмещенные с анаболизмом. Рассмотрим подробнее этапы катаболизма:

1. Этап первый – стресс.
2. Этап второй – разрушение.
3. Этап третий – супервосстановление.
4. Этап третий альтернативный – оптимизация.
5. Этап пятый – баланс.

С первого этапа начинается активное потребление организмом резервных ресурсов. Стрессом считается практически вся деятельность человека, выходящая за его привычный режим дня. Так, катаболизм мышц может провоцировать:

• Изменение режима дня, уменьшение сна.
• Изменение плана питания.
• Увеличение потребления адреналиновых стимуляторов.

В процессе получения стресса, организм начинает разрушать резервные ресурсы (начиная от гликогеновых запасов, которые тоже хранятся в мышечной ткани, и заканчивая самими мышцами). Если у организма остаются резервные источники энергии или произведена своевременная подпитка, то начинается процесс супер восстановления.

Интересный факт: замечали ли вы, что при умственной нагрузке, организм активно требует сладкого. Или то, что девушки заедают все свои проблемы и горести тортиками и сладким чаем. Так вот – это является следствием не только наличия стимуляторов «гормона удовольствия», но и естественной потребностью организма для восстановления сил и подготовки организма к возможным стрессам.

Если в организме нет резервных средств для восстановления, то начинается этап оптимизации. В этот момент синтез АТФ и гликогена прекращается, а сам организм уменьшает потребление энергии, за счет разрушения энергопотребителей. Самыми главными энергопотребителями являются мышцы и мозг. Вывод: голодание провоцирует не только падение мышечной массы, но и разрушение мозга. Поэтому люди, которые постоянно испытывают дефицит калорий, становятся фактически тупее, своих сытых собратьев.

После окончания оптимизации (супервосстановления), организм приводит анаболические и катаболические процессы в баланс. Обычно этот этап занимает до 48 часов, пока организм стабилизируется.

Примечание: по этой же причине, люди не принимающие анаболические стероиды должны делать перерыв между тренировками не менее 48 часов.

В процессы катаболизма входят:

• окисление тканей;
• изменение баланса АТФ;
• прекращение синтеза АТФ;
• расщепление аминокислот на энергию.
• изменение липидного баланса;
• изменение размера гликогенового депо.

Это далеко не все, что происходит во время катаболизма. Биохимические процессы довольно сложны, и в каждом случае катаболизм проходит индивидуально.

Как замедлить?

Рассматривая специфические и общие пути катаболизма, можно сделать вывод о том, что остановить катаболизм невозможно. В то же время, можно поискать пути его замедления.

Скорость катаболизма напрямую связана со скоростью обмена веществ. Несмотря на тот факт, что люди думают, что медленный обмен веществ приводит к набору веса и приводит к катаболизму – это не совсем верно. Поэтому, если ваша цель замедлить катаболизм, есть 3 основных пути:

1. Увеличить время анаболических процессов.
2. Уменьшить стресс для организма.
3. Замедлить обмен веществ.

Для увеличения анаболических процессов, нужно постоянно подпитывать организм энергией и строителями. Именно поэтому опытные бодибилдеры питаются по 5-8 раз в день, строго в определенное время. Для увеличения времени анаболических процессов нужно есть трудноперевариваемую пищу (сложны углвеоды, обильно снабженные клетчаткой), и употреблять не менее 2-х грамм белка на килограмм чистой массы.

Уменьшение стрессовых ситуаций для организма достичь проще. Не двигайтесь, спите и ощущайте радостные эмоции. Этому может помочь выходной/отпуск/перерыв между тренировками. 8 часовой сон, и плитка черного горького шоколада.

Замедление обмена веществ достичь предельно просто – нужно просто создать ситуацию, при которой обменные процессы предельно замедлятся. Хороший способ – много спать. Плохой способ – перестать есть.

Продукты для замедления катаболизма

Как мы раньше уже упоминали, в спортивных дисциплинах важно соблюдать правильный баланс между анаболизмом и катаболизмом. Однако для этого не обязательно принимать анаболики. Достаточно использовать продукты, которые снижают скорость катаболизма, тем самым провоцируя положительный баланс анаболических процессов по отношению к катаболизму.

Продукт	Принцип воздействия
Корень
Кофеин	Является мощным адреналиновым стимулятором
Лимон	Витамин С – замедляет процессы окисления и распада мышц
Мясо
Яйца	Белковая структура, которая позволяет сместить баланс анаболизма по отношению к катаболизму
Молоко	Белковая структура, которая позволяет сместить баланс анаболизма по отношению к катаболизму
Трибулус	Является прямым стимуляторов выработки андрогенного гормона
Сложные углеводы	Прекращает распад мышечных структур для получения энергии
Полинасыщенные омега 9 кислоты	Являются предвестниками холестерина
Продукты содержащие полезный холестерин	Холестерин – позволяет значительно увеличить выработку анаболических гормонов, снизив уровень катаболизма практически до нуля

Итог

К сожалению, перехитрить организм и остановить катаболизм насовсем не получится. При полной остановке катаболизма, организм начинает вырабатывать раковые клетки (которые являются аномальными клетками, вырабатываемыми как супервосстановление иммунитета). Поэтому к этому не нужно стремиться. НЕ нужно стремиться и к замедлению катаболизма, так как это уменьшает и скорость анаболизма, что ведет к замедлению прогресса в спортивных дисциплинах. Достаточно просто, создавать положительный анаболический фон при . В этом случае, вопросы катаболизма не будут стоять.

Вывод: достижение результата – это не замедление катаболизма, а ускорение анаболизма.

Любой начинающий спортсмен, поставивший перед собой цель похудеть или набрать мышечную массу, вне зависимости от пола, сталкивается с процессом под названием катаболизм. Что это такое, какое влияние он оказывает на организм, как его запустить или остановить, поможет разобраться данная статья. Важно всегда помнить, что все процессы в организме изначально заложены природой, и вмешательство в них без начальных этапов подготовки может лишь навредить. Поэтому, прежде чем бросаться в крайности, нужно прочесть не один материал. Лишь сопоставив факты из нескольких источников, можно делать первый шаг.

Из курса физиологии

Все не раз слышали про который в научной среде называется метаболизмом. В свою очередь, он подразделяется на анаболизм и катаболизм. Что это такое, понять будет проще, если дословно перевести названия с латинского — рост и разрушение, соответственно. Если перед спортсменом стоит задача набора мышечной массы — его прерогативой будет анаболизм. Для человека, желающего сбросить лишний жир — катаболизм. Всё достаточно просто на уровне и сжигаемых калорий. Однако углубившись в физиологию, а без понимания биохимических процессов невозможно добиться результатов, можно столкнуться с понятием «сложные органические вещества», к которым относятся белки, углеводы и жиры, принимающие непосредственное участие в обмене веществ и отвечающие за построение фигуры любого человека.

Запуск процесса сброса лишнего веса

Доподлинно известно, благодаря не только многочисленным отзывам профессионалов, а и многим научно-исследовательским институтам мира, что для запуска процесса катаболизма достаточно потреблять калорий меньше, а тратить больше. Причем разница между потребляемыми и расходуемыми калориями не должна превышать 15% от дневной нормы, иначе катаболизм перерастет в полное разрушение организма. Пути катаболизма, на понятном языке, для любого спортсмена включают в себя окисление сложного органического вещества, транспортировку продуктов окисления в митохондрии клеток для сжигания и выделение энергии. Вот на этом этапе для человека, главным является то, чтобы в окислении участвовали жиры, а не белок, иначе в процессе похудения уйдет и мышечная масса, которую восстановить значительно сложнее, чем жировую прослойку.

Правильное питание

Катаболизм мышц при похудении неизбежен, что бы ни говорили спортсмены и тренеры. Но его можно свести к минимуму, поставляя в организм необходимое количество белков, углеводов и жиров. Полностью урезать жиры и углеводы из рациона нельзя, и диеты, где такое рекламируется, нужно обходить стороной. Организм человека способен добыть из мышц необходимое ему количество энергии, а при малейшей возможности, сэкономив энергию, сделает себе такой запас жира, который достать будет очень сложно.

Расчет питания прост. В среднем, потребность организма в калориях составляет 33 ккал на один килограмм веса. Потребность в белке и углеводах — 3 и 4 грамма на 1 кг массы человека, соответственно. Остальное жиры. В одном грамме белка и углеводов — 4 ккал, а в грамме жира — 9 ккал. То есть для спортсмена весом 80 кг нужно потреблять 2640 ккал. После математических расчетов, чтобы не запустить мышечный катаболизм, нужно 240 гр. белков, 320 гр. углеводов и 44 грамма жиров. Урезать нужно жиры и углеводы по 3-5% в день, при ухудшении самочувствия остановиться.

Химический запуск катаболизма

Большинство спортсменов в поисках быстрого решения прибегают к препаратам, запускающим сугубо жировой катаболизм. Что это, понять будет проще, если представить себе программу, которую можно загрузить в человеческое тело, задав параметры — брать энергию только из жировых клеток, весь поступающий белок отправлять на постройку мышц, а лишние углеводы ни в коем случае не откладывать про запас, а выводить из организма естественным путем. Такое вполне возможно при приеме гормональных препаратов либо с использованием специальных растительных компонентов. Для многих людей такое «вмешательство в систему» пройдет безболезненно. Полностью остановив катаболизм белков, спортсмен быстро распрощается с А некоторые могут навредить сердечно-сосудистой системе, нарушить обмен веществ, развить аллергию, стать бесплодным и т.п. В любом случае сначала нужно сделать общий анализ крови, и только выяснив свою предрасположенность к болезням, потреблять химические препараты.

Биологически активные добавки

Катаболизм мышц можно побороть приемом специальных добавок к питанию под названием протеин, заменимые и О них написано немало статей и отзывов, и сделать правильный выбор начинающему атлету помогут специализированные (а также тренер). Остается лишь пояснить, что в процессе сжигания мышц для получения энергии, при попадании подготовленного белка извне мышца может восстановиться. Как известно, белок в организме синтезируется на аминокислоты, а те, в свою очередь, участвуют в синтезе строительного белка для мышц. Поэтому многие спортсмены и прибегают к совершенно безвредным, синтезированным из растительных или животных белков протеинам и аминокислотам.

Активный образ жизни

Узнав про катаболизм, что это и как его правильно использовать, остается выяснить, какие ещё внешние факторы влияют на обмен веществ и могут запускать разрушение белка в организме.

1. Недосыпание. Во сне организм не отдыхает, как считает половина а перераспределяет ресурсы. После тяжелой тренировки он восстанавливает и укрепляет мышцы. Или продолжает добывать энергию из жиров по ранее запущенной программе. Соответственно, недосыпание нарушает важные процессы и приводит к стрессу.
2. Стресс. Так уж устроен организм, что в случае стресса вырабатывается гормон кортизол, который, разрушая белок, участвует в синтезе глюкозы. А неиспользованная глюкоза синтезируется в жировые клетки.
3. Поддержка скорости Не зря многие тренеры настоятельно рекомендуют выпивать по 3-4 литра воды в день и употреблять пищу в небольших количествах, разбив её на несколько приемов. Все это заставляет организм без остановки проводить синтез сложных веществ. Необходимые элементы быстро доставляются в места назначения, а все шлаки выводятся из организма естественным путем.

Конспект урока по биологии в 9 классе «Метаболизм.Ассимиляция.Диссимиляция»

МКОУ ВЫКОПАНСКАЯ СОШ

КОНСПЕКТ

ОТКРЫТОГО УРОКА В 9 КЛАССЕ

ПО БИОЛОГИИ

/с применением ИКТ/

ТЕМА «МЕТАБОЛИЗМ.

АССИМИЛЯЦИЯ.

ДИССИМИЛЯЦИЯ»

Выполнила

учитель биологии и химии

МКОУ Выкопанская СОШ

Лакеева О.В.

2012 год

Тема урока: Метаболизм .Ассимиляция и диссимиляция

Слайд № 1

Цели урока:

1. Формирование общих представлений о клеточном метаболизме и его биологическом значении.

2. Закрепить знания учащихся о строении прокариотической и эукариотической клеток

Задачи урока:

1. Изучить, что такое метаболизм и выяснить является ли он жизненно важным процессом.

2. Сравнить анаболизм и катаболизм.

3. Определить биологическое значение метаболизма.

Оборудование: компьютеры с подключением к Интернет, проектор, экран или интерактивная доска, презентация; дополнительная литература, электронные информационно-справочные ресурс .

Основные термины и понятия:

• Обмен веществ, метаболизм;

• анаболизм, ассимиляция;

• биосинтез;

• катаболизм, диссимиляция.

I Проверка домашнего задания

Сравним строение прокариотической и эукариотической клеток

1.Какие живые организмы относят к прокариотам? (бактерии и сине-зелёные водоросли)

2. Приведите примеры эукариотических организмов? (простейшие,растения,животные и грибы)

Демонстрация презентации «Метаболизм»

Перед учащимися демонстрируются схемы прокариотической и эукариотической клеток

Учитель: Вспомним строение прокариотической клетки

Слайд №3

Ученик по слайду рассказывает строение прокариотической клетки

Учитель: Вспомним строение эукариотической клетки

Слайд № 4

Ученик по слайду рассказывает строение эукариотической клетки

Остальные учащиеся заполняют таблицу

Таблица 1

признаки

прокариоты

эукариоты

Ядро

Рибосомы Митохондрии

Комплекс Гольдж

ЭПС Центриоль Лизосомы Клеточная оболочка

Вакуоли

Мезосомы Органоиды движения

Учитель собирает листочки с ответами

Ассистент демонстрирует Слайд№_5_где дан ответ к табл №1

Учитель Теперь более подробно сравним строение прокариотической и эукариотической клеток

Я задаю вопрос а вы отвечаете(ответ подтверждается презентацией)

Слайд №__7___

1)Каков размер А)прокариотической клетки (0,5-10 мкм)

Б)эукариотической клетки (40-100 мкм)

Слайд №__8___

2)Имеет ядро А) прокариотическая клетка (нет)

Б) вэукариотическая клетка (да)

Слайд №___9__

3)Способ хранения генетического материала

А)в прокариотической клетке (в виде кольцевой молекулы Д НК)

Б) в эукариотической клетке (в виде линейных молекул ДНК, организованных в хромосомы)

Слайд №__10___

4) Какой набор хромосом и способы деления

А)в прокариотической клетке(одинарный,конъюгация)

Б) в эукариотической клетке(одинарный,двойной и т.д.,Мейоз,Митоз,Амитоз)

Слайд №___11__

5.Где происходит синтез белка

А)в прокариотической клетке(в рибосомах 70S-типа)

Б)в эукариотической клетке(в рибосомах 80S-типа)

Слайд №__12___

6. В какой клетке имеются мембранные органоиды и цитоскелет

Б)в эукариотической клетке (да да)

Слайд №_13____

7.Где находиться цитоплазматическая ДНК

А)в прокариотической клетке( в цитоплазме в мезосомах)

Б)в эукариотической клетке(митохондриях и хлоропластах)

Слайд №__14___

8. Есть ли клеточная стенка и каков её состав

А)в прокариотической клетке(есть,толстая муреиновая или пектиновая оболочка)

Б)в эукариотической клетке(у растений- из целлюлозы, у грибов -из хитина ,у животных-НЕТ)

Слайд №__15___

9.Имеются ли жгутики и реснички

А)в прокариотической клетке(да,простые из 1 или нескольких фибрилл)

Б)в эукариотической клетке(да,сложные из 20 и более фибрилл)

Слайд №___16__

10. Где происходит процесс дыхания какие клетки способны к азотфиксации

А)в прокариотической клетке( в мезосомах или цитоплазматических мембранах,способны к азотфиксации

Б)в эукариотической клетке(аэробное дыхание в митохондриях, не способны к азотфиксации

Слайд №_17____

Тип питания

А)в прокариотической клетке(фото,гетеро и хемотрофный)

Б)в эукариотической клетке(фото,гетеротрофный)

II Изучение нового материала

Что такое метаболизм?

«Обмен веществ или метаболизм — совокупность всех химических изменений и всех видов превращений веществ и энергии в организмах, обеспечивающих развитие, жизнедеятельность и самовоспроизведение организмов, их связь с окружающей средой и адаптацию к изменениям внешних условий».

«Большая энциклопедия Кирилла и Мефодия».

Сущность метаболизма:

Сущность метаболизма заключается в преобразовании веществ и энергии.

Демонстрация слайда 18 «Энергия необходима для того, чтобы:

• осуществлялся синтез веществ, необходимых для роста организма;

• сокращались мышцы и передавались нервные импульсы;

• вещества могли транспортироваться из клетки в клетку;

— температура тела поддерживалась постоянной.»

Демонстрация видеоурока с 00:00:38

Основу метаболизма составляют взаимосвязанные процессы анаболизма и катаболизма, направленные на непрерывное обновление живого материала и обеспечение его необходимой энергией.

Слайд №_19____

Метаболизм

Анаболизм катаболизм

Пластический энергетический обмен

Обмен

Ассимиляция диссимиляция

Слайд №_20____

Метаболизм

(от греч. «превращение, изменение»), обмен веществ — полный процесс превращения химических веществ в организме, обеспечивающих его рост, развитие, деятельность и жизнь в целом.

Обмен веществ представляет собой комплекс биохимических и энергетических процессов, обеспечивающих использование пищевых веществ для нужд организма и удовлетворения его потребностей в пластических и энергетических веществах

Слайд №_22

Что такое анаболизм?

Анаболизм (от греч. anabole — подъем) или ассимиляция – совокупность химических процессов в живом организме, направленных на образование и обновление структурных частей клеток и тканей, заключается в синтезе сложных молекул из более простых с накоплением энергии.

Задача анаболизма: Обеспечение клетки стройматериалами и энергоносителями

Наиболее важный процесс анаболизма, имеющий планетарное значение, — фотосинтез.

Биосинтез – реакции образования органических веществ в живой клетке.

Совокупность реакций биосинтеза называется пластическим обменом.

«Пластикос» по-гречески означает скульптурный. Так же как скульптор из глины создает изваяние, так и клетка строит свое тело из веществ, полученных в процессе биосинтеза.

Слайд №_23____

Что такое катаболизм?

Катаболизм (от греч. katabole — разрушение) или диссимиляция – совокупность протекающих в живом организме ферментативных реакций расщепления сложных органических веществ (в т. ч. пищевых).

Задача: В процессе катаболизма происходит освобождение энергии, заключенной в химических связях крупных органических молекул, и запасание ее в форме богатых энергией фосфатных связей аденозинтрифосфата (АТФ).

Катаболические процессы — дыхание, гликолиз или брожение. Основные конечные продукты катаболизма — вода, углекислый газ, аммиак, мочевина, молочная кислота.

Совокупность реакций расщепления называется энергетическим обменом клетки.

Слайд № 24

П Р Е В Р А Щ Е Н И Я В Е Щ Е С Т В

белки←аминокислоты→CO_{2 ,} H₂O , NH₃

липиды←глицерин+жирные кислоты→ CO₂ , H₂O

углеводы←глюкоза→ CO₂ , H₂O

Учитель задаёт вопрос

Назовите процесс превращения аминокислот в белки,

глицерина и жирных кислот в липиды,

глюкозы до углеводов (АНАБОЛИЗМ)

Учащиеся отвечают АНАБОЛИЗМ

Прокрутить колёсико на мышке

Назовите процесс превращения белков в аминокислоты ,

липидов до глицерина и жирных кислот в,

углеводов до глюкозы (КАТАБОЛИЗМ)

Учащиеся отвечают КАТАБОЛИЗМ

Слайд № 25 Взаимосвязь процессов анаболизма и катаболизма

1. Анаболические и катаболические процессы осуществляются путем последовательных химических реакций с участием ферментов.

2. Анаболизм и катаболизм – противоположные процессы.

3. Анаболизм и катаболизм – взаимосвязанные процессы. Связь эта состоит в том, что с одной стороны, реакции биосинтеза нуждаются в затрате энергии, которая черпается из реакций расщепления. С другой стороны, для осуществления реакций энергетического обмена необходим постоянный биосинтез ферментов и веществ-энергоносителей.

4. Совокупность пластического и энергетического обменов, взаимосвязанных между собой и окружающей средой, называют обменом веществ.

5. Обмен веществ или метаболизм – важнейшее условие и необходимый признак жизни. С прекращением обмена веществ прекращается и сама жизнь!

Функции обмена веществ:

1. Наиважнейшей функцией процесса обмена веществ является поддержание постоянства внутренней среды клеток и организма (гомеостаз) в непрерывно меняющихся условиях существования.

2. Обеспечение развития, жизнедеятельности и самовоспроизведения организмов, их связь с окружающей средой и адаптации к изменениям внешних условий.

Слайд№26 Демонстрация таблицы «Сравнение катаболизма и анаболизма»

Учитель предлагает ученикам заполнить таблицу «Сравнение катаболизма и анаболизма»

Учащиеся заполняют таблицу «Сравнение катаболизма и анаболизма»

Слайд № 27 Демонстрация таблицы с ответами

ПРИЗНАКИ ДЛЯ СРАВНЕНИЯ

АНАБОЛИЗМ

КАТАБОЛИЗМ

ЗАДАЧА

ПРОЦЕССА

Обеспечение клетки строительным материалом и энергоносителями

Обеспечение клетки энергией

ХИМИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ

Из простых синтезируются более сложные

Сложные распадаются до простых

ЭНЕРГИЯ

затрачивается

Освобождается

АТФ

Расходуется

Образуется, накапливается

Так как анаболизм и катаболизм являются противоположными и одновременно взаимосвязанными процессами, то их совокупность, то есть метаболизм можно считать примером всеобщего закона единства и борьбы противоположностей.

Слайд № 28

Укажите пункт, в котором правильно записан процесс расщепления органических веществ в организме животного: Ответ б

III Закрепление знаний

Опрос учащихся в кабинете информатики. Учащиеся ответ выбирают с помощью пульта.

1. Метаболизм складывается из 2 процессов:

А) жизни и смерти

Б) синтеза и распада

В)возбуждения и торможения

2. Что является конечными продуктами окисления органических веществ?

А) АТФ

Б) кислород и углекислый газ

В)вода и углекислый газ

3. Назовите начальные продукты метаболизма

А) простые вещества

Б) сложные вещества

В)верно А и В

4.Аккумуляторы энергии

А) АТФ

Б)ДНК

В)РНК

5. В ходе какого процесса образуется много АТФ

А) биосинтез

Б) анаболизм

В) дыхание

3) Кроссворд Обмен вешеств

4)Фронтальная беседа по вопросам:

А)Что такое ассимиляция и диссимиляция? (приведите примеры реакций синтеза в клетке).

Б) Докажите, что ассимиляция и диссимиляция – две стороны единого процесса обмена веществ и энергии – метаболизма.

IV Выводы урока

Слайд № 28

1. Метаболизм — совокупность всех химических изменений и всех видов превращений веществ и энергии в организмах, обеспечивающих развитие, жизнедеятельность и самовоспроизведение организмов, их связь с окружающей средой и адаптацию к изменениям внешних условий.

2. Метаболизм складывается из двух противоположных и взаимосвязанных процессов – анаболизма и катаболизма.

3. Так как анаболизм и катаболизм являются противоположными и одновременно взаимосвязанными процессами, то их совокупность, то есть метаболизм можно считать примером всеобщего закона единства и борьбы противоположностей.

4. Метаболизм – важнейший биологический процесс и необходимый признак жизни.

МЕТАБОЛИЗМ — это обмен веществ, химические превращения, протекающие от момента поступления питательных веществ в живой организм до момента, когда конечные продукты этих превращений выделяются во внешнюю среду. К метаболизму относятся все реакции, в результате которых строятся структурные элементы клеток и тканей, и процессы, в которых из содержащихся в клетках веществ извлекается энергия. Иногда для удобства рассматривают по отдельности

две стороны метаболизма – анаболизм и катаболизм,

т.е. процессы созидания органических веществ и процессы их разрушения.

Анаболические процессы обычно связаны с затратой энергии и приводят к образованию сложных молекул из более простых,

катаболические же сопровождаются высвобождением энергии и заканчиваются образованием таких конечных продуктов (отходов) метаболизма, как мочевина, диоксид углерода, аммиак и вода.

V Домашнее задание &2.8,повт &1,7

Катаболизм веществ его этапы и процессы (Общая схема)

Катаболизм (диссимиляция ) — это энергетический обмен, часть метаболизма, распада сложных веществ на более простые (или окисления вещества), который протекает с освобождением энергии в виде тепла и в виде молекулы АТФ, универсального источника энергии всех биохимических процессов.

Схема катаболизма пищевых веществ, его этапы, пути и процессы

На схеме наглядно представлен катаболизм пищевых веществ, который состоит из 3-х основных этапов (стадий), первый и второй этапы относятся к специфическим путям катаболизма, а третий этап относится к общему пути катаболизма.

ATP (АТФ) — это аденозинтрифосфорная кислота (нуклеотид), универсальный источник и переносчик энергии, который участвует во всех биохимических процессах.

NAD (НАД) — никотинамидадениндинуклеотидфосфата, является коферментом, переносит электроны из одной реакции в другую в метаболизме.

NADH (НАД*Н) — востановленная форма NAD.

Пируват — это соли пировиноградной кислоты, конечный продукт в процессе гликолиза.

Этапы катаболизма	Протекание процессов катаболизма	Энергетическая ценность
1-й этап катаболизма (подготовительный) расщепление больших макромолекул на простые субьединицы	На первом этапе происходит расщепление пищевых веществ (белки, полисохариды, жиры) до мономеров. У многоклеточных организмов это осуществляется в пищеварительном тракте (у простейших в лизосомах при самообновленнии клеток) под воздействием соответствующих ферментов, после чего полученные мономеры всасываются в кровь (моносахариды аминокислоты) и в лимфу (жирные кислоты).	Небольшое количество энергии рассеивается ввиде тепла
2-й этап катаболизма (бескислородный) расщепление простых субьединиц на ацетил-СоА, сопровождающийся образованием ограниченного количества АТP и NADH	На втором этапе все пищевые продукты которые поступают в клетку из крови образуют ацетилкоэнзим А (ацетил-СоА). Это соединение, а также другие ферменты, включающие в себя КоА, являются ключевыми звеньями множества разнообразных биохимических реакций. — При гликолизе моносахариды образуют пировиноградную кислоту. — При катаболизме аминокислот образуются ацетил-CoA, пируват, другие кетокислоты — При β-окислении жирных кислот образуется ацетил-CoA Второй этап происходит в цитозоли и митохондрии.	При расщеплении глюкозы 60% выделившейся энергии дает тепло, 40% идет на синтез 2х молекул ATP, эта часть энергии запасается.
3-й этап катаболизма (кислородный) при полном окислении ацетил-СоА до H2O и CO2 образуется большое количество NADH, что обеспечивает синтез большого количества ATP при переносе электронов	Третий этап и его реакции проходят в митохондриях. Ацетил-CoA участвует в реакциях цикла лимонной кислоты (цикл трикарбоновых кислот Кребса), там углероды окисляются до углекислого газ CO2. Происходит полное окисление ацетильной группы ацетил-СоА до Н2O и СO2, при этом большое количество электронов и протонов запасается на молекулах NADH (процесс «окислительное фосфолирование»). В дальнейшем энергия электронов используется для образования протонного градиента, что обеспечивает последующий синтез АТР. 2C3H6O3 + 6O2 + 36H3PO4 + 36ADP —>  6CO2 + 38H2O + 36ATP	При окислении 2х молекул кислоты образуется 36 молекул ATP

_______________

Источник информации:  Биология для поступающих в вузы / Г.Л. Билич, В.А. Крыжановский. — 2008

Определение и примеры катаболизма — Биологический онлайн-словарь

Катаболизм
n., [Kəˈtæbəˌlɪzəm]
Серия разлагающих химических реакций, которые разрушают 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 выделению 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 метаболизм.

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 строительная 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 из общих черт 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 участвует 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 высвобождение 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 .

Стадия 2 — высвобождение энергии

Меньшие молекулы или мономеры являются абсорбируемой формой и поглощаются клетками, а затем превращаются в более мелкие молекулы, такие как ацетил-кофермент A, (ацетил-КоА) и высвобождая энергию в процессе.

Этап 3 — Сохранение энергии

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 расщепляются 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
Построение 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 получения энергии 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. расходящиеся реакции	Большое количество сложных молекул упрощается до обычных типов малых и простых молекул, т.е. 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 происходят реакции конденсации и восстановления	Обычно встречающиеся реакции — 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 ТСА.

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 Embden-Meyerhof Pathway (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 гормон-чувствительная липаза . Эпинефрин , глюкагон или адренокортикотропный гормон (АКТГ) — ключевые гормоны, стимулирующие 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 посредством цикла мочевины.Аминокислота глутаминовая кислота , конечный продукт многих реакций трансаминирования, подвергается действию фермента глутаматдегидрогеназы (GDH) вместе с коферментами НАД или НАДФ, 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 посредством ряда переносчиков электронов приводит к образованию АТФ.Этот процесс известен как окислительное фосфорилирование и является основным источником АТФ в аэробных организмах.

Разрушение мышечной ткани или катаболизм мышц

Более высокая скорость разложения белка по сравнению с его синтезом стимулирует разрушение 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 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 с помощью:

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

На основе источника углерода, прокариоты можно классифицировать как

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

На основании 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.г. цианобактерии.
• Хемоавтотрофы: используют неорганические молекулы для снабжения клетки энергией, а углекислый газ — как источник углерода. Примерами являются прокариоты, которые расщепляют сероводород и аммиак.

Примеры катаболизма у прокариот:

1. Азот — это макроэлемент, 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, нитрата и т. Д. нитрит и газообразный азот с помощью 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 разлагателей. 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 (ред. 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
• ДеБерардини, 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

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 запасать энергию на зиму, необходимо создавать и хранить 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 посредством бета-окисления 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, 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 слишком много аминокислот, молекулы вступят в дальнейшие катаболические пути и расщепятся 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.

Викторина

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 один из

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 , в котором энергия все еще может собираться, но без кислорода. Вместо этого спирты создаются и выбрасываются в окружающую среду. Пивоварни, виноградники и винокурни используют этот изящный прием глюкозы 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 отделений в своих клетках, 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 будет производить много энергии, в конечном итоге у него закончатся молекулы для разрушения, и энергия прекратится. Клетка не смогла бы расти без анаболизма, создающего новые молекулы. Таким образом, даже если клетка может обеспечивать 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.

5.3A: Типы катаболизма — биология LibreTexts

Цели обучения

• Обобщить различные типы катаболизма, включенные в метаболизм (катаболизм углеводов, белков и жиров).

Катаболизм — это набор метаболических процессов, которые разрушают большие молекулы. К ним относятся расщепление и окисление молекул пищи. Целью катаболических реакций является обеспечение энергией и компонентами, необходимыми для анаболических реакций.Точная природа этих катаболических реакций различается от организма к организму; Организмы можно классифицировать на основе их источников энергии и углерода, их основных групп питания. Органические молекулы используются органотрофами в качестве источника энергии, в то время как литотрофы используют неорганические субстраты, а фототрофы улавливают солнечный свет как химическую энергию.

Все эти различные формы метаболизма зависят от окислительно-восстановительных реакций, 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 животных в этих реакциях участвуют сложные органические молекулы, расщепляющиеся на более простые молекулы, такие как углекислый газ и вода. В фотосинтезирующих организмах, таких как растения и цианобактерии, эти реакции переноса электронов не высвобождают энергию, а используются как способ хранения энергии, поглощенной солнечным светом.

Наиболее распространенный набор катаболических реакций у животных можно разделить на три основных этапа. В первом случае большие органические молекулы, такие как белки, полисахариды или липиды, расщепляются на более мелкие компоненты вне клеток.Затем эти более мелкие молекулы захватываются клетками и превращаются в еще более мелкие молекулы, обычно в ацетилкофермент A (ацетил-КоА) , который выделяет некоторую энергию. Наконец, ацетильная группа на CoA окисляется до воды и диоксида углерода в цикле лимонной кислоты и цепи переноса электронов, высвобождая энергию, которая сохраняется за счет восстановления кофермента никотинамида адениндинуклеотида (NAD +) до NADH.

Макромолекулы, такие как крахмал, целлюлоза или белки, не могут быстро поглощаться клетками и должны быть разбиты на более мелкие единицы, прежде чем они могут быть использованы в клеточном метаболизме.Эти полимеры переваривают несколько распространенных классов ферментов. Эти пищеварительные ферменты включают протеазы, которые переваривают белки до аминокислот, а также гликозидгидролазы, которые расщепляют полисахариды до моносахаридов. Микробы выделяют пищеварительные ферменты в окружающую среду, в то время как животные выделяют эти ферменты только из специализированных клеток в кишечнике. Аминокислоты или сахара, высвобождаемые этими внеклеточными ферментами, затем перекачиваются в клетки специфическими активными транспортными белками. Упрощенная схема катаболизма углеводов, белков и жиров показана на рис.

Рисунок: Катаболизм : упрощенная схема катаболизма белков, углеводов и жиров

Катаболизм углеводов

Катаболизм углеводов — это расщепление углеводов на более мелкие единицы. Углеводы обычно попадают в клетки после того, как они перевариваются в моносахариды. Попав внутрь, основной путь распада — гликолиз, 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.Хотя в цикле лимонной кислоты вырабатывается еще немного АТФ, наиболее важным продуктом является НАДН, который образуется из НАД + при окислении ацетил-КоА. Это окисление выделяет углекислый газ в качестве побочного продукта. В анаэробных условиях при гликолизе образуется лактат посредством фермента лактатдегидрогеназы, повторно окисляющего НАДН до НАД + для повторного использования в гликолизе.

Пентозофосфатный путь

Альтернативный путь расщепления глюкозы — пентозофосфатный путь, который снижает кофермент НАДФН и производит пентозные сахара, такие как рибоза, сахарный компонент нуклеиновых кислот.Жиры катаболизируются путем гидролиза до свободных жирных кислот и глицерина. Глицерин инициирует гликолиз, а жирные кислоты расщепляются бета-окислением с высвобождением ацетил-КоА, который затем подается в цикл лимонной кислоты. Жирные кислоты выделяют больше энергии при окислении, чем углеводы, потому что углеводы содержат больше кислорода в своей структуре.

Аминокислоты используются либо для синтеза белков и других биомолекул, либо окисляются до мочевины и углекислого газа в качестве источника энергии.Путь окисления начинается с удаления аминогруппы трансаминазой. Аминогруппа подается в цикл мочевины, оставляя деаминированный углеродный скелет в форме кетокислоты. Некоторые из этих кетокислот являются промежуточными продуктами в цикле лимонной кислоты, например, при дезаминировании глутамата образуется α-кетоглутарат. Глюкогенные аминокислоты также могут быть преобразованы в глюкозу посредством глюконеогенеза.

Ключевые моменты

• Целью катаболических реакций является обеспечение энергии и компонентов, необходимых для анаболических реакций.
• Микробы просто выделяют пищеварительные ферменты в окружающую среду, в то время как животные выделяют эти ферменты только из специализированных клеток в кишечнике.
• Жиры катаболизируются путем гидролиза до свободных жирных кислот и глицерина.
• Аминокислоты используются либо для синтеза белков и других биомолекул, либо окисляются до мочевины и углекислого газа в качестве источника энергии.
• Углеводы обычно попадают в клетки после того, как они перевариваются в моносахариды, а затем обрабатываются внутри клетки посредством гликолиза.

Ключевые термины

• полимер : длинная или более крупная молекула, состоящая из цепи или сети из множества повторяющихся звеньев, образованных путем химического связывания множества одинаковых или похожих небольших молекул, называемых мономерами. Полимер образуется путем полимеризации, соединения многих молекул мономера.
• ацетил-КоА : Ацетил-кофермент А или ацетил-КоА — важная молекула в метаболизме, используемая во многих биохимических реакциях. Его основная функция — переносить атомы углерода в ацетильной группе в цикл лимонной кислоты (цикл Кребса) для окисления для производства энергии.
• катаболизм : Деструктивный метаболизм, обычно включает выделение энергии и расщепление материалов.

анаболических и катаболических путей | Биология для майоров I

Результаты обучения

• Различия между катаболическими и анаболическими реакциями

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

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

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

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

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

Внесите свой вклад!

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

Улучшить эту страницуПодробнее

Анаболизм и катаболизм: определение и примеры

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

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

Ключевые выводы: анаболизм и катаболизм

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

Определение анаболизма

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

Примеры анаболизма

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

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

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

Определение катаболизма

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

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

Примеры катаболизма

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

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

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

Амфиболии

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

Источники

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

Определение катаболизма на Dictionary.com

[kuh-tab-uh-liz-uhm] SHOW IPA

/ kəˈtæb əˌlɪz əm / PHONETIC RESPELLING

---

существительное Биология, физиология.

деструктивный метаболизм; расщепление в живых организмах более сложных веществ на более простые с выделением энергии (в отличие от анаболизма).

ВИКТОРИНА

ПРОВЕРЬТЕ СВОИ ДОСТОИНСТВА НА ЭТИХ НОВЫХ СЛОВАХ В 2021 ГОДУ

Словарь добавил новые слова и определения в нашу обширную коллекцию, и мы хотим увидеть, насколько хорошо вы разбираетесь в официально признанном новом жаргоне. Пройди викторину!

Вопрос 1 из 8

Что означает JEDI?

Происхождение катаболизма

Впервые зарегистрировано в 1875–1880 годах; от греческого katabol (ḗ) «бросок», что эквивалентно приставке kata-, означающей «вниз, против, назад» (см. cata-) + bolḗ «бросок»; сравните katabállein «сбрасывать») + -ism

ДРУГИЕ СЛОВА ИЗ катаболизма

cat · a · bol · ic [kat-uh-bol-ik], / ˌkæt əˈbɒl ɪk /, прилагательноеhy · per · ca · tab · o · lism, имя существительное

Слова рядом с катаболизмом

катаболизм, катабаптист, катабаз, катабиотик, катаболизм, катаболизм, катаболит, белок активатор гена катаболита, катаболизм, катакостик, катахрез

Словарь.com Несокращенный На основе Несокращенного словаря Random House, © Random House, Inc. 2021

Слова, относящиеся к катаболизму

Как использовать катаболизм в предложении

.expandable-content {display: none;}. Css-12x6sdt.expandable.content- расширенный> .expandable-content {display: block;}]]>

• Таким образом, анаболизм и катаболизм существуют в равновесии друг с другом и являются инь и янь метаболизма.

• При катаболизме клетки разрушают эти большие молекулы, выделяя энергию и избавляясь от отходов.

• Процессы, связанные с метаболизмом, в основном связаны с накоплением, «анаболизмом» и разрушением, «катаболизмом».

• При катаболизме изношенные частицы клеток и мертвые клетки, которые больше не используются, разрушаются и выбрасываются из организма.

• Сущность воспаления может заключаться в деструктивной дезассимиляции с интенсивным катаболизмом.

• Аналогичные соображения относительно образования и разрушения молекул при анаболизме и катаболизме применимы и к полимеризации.

• Рассмотрим, с другой стороны, центр катаболизма, где молекулы распадаются на фрагменты или более мелкие группы.

СМОТРЕТЬ БОЛЬШЕ ПРИМЕРОВ СМОТРЕТЬ МЕНЬШЕ ПРИМЕРОВ



популярных статейli {-webkit-flex-Basis: 49%; — ms-flex-предпочтительный размер: 49%; гибкая основа: 49%;} @media only screen и (max-width: 769px) {. css-2jtp0r> li {-webkit-flex-base: 49%; — ms-flex-предпочтительный размер: 49%; flex-base: 49%;} } @media only screen и (max-width: 480px) {.css-2jtp0r> li {-webkit-flex-base: 100%; — ms-flex-предпочтительный-размер: 100%; flex-base: 100%;}}]]>

Определения катаболизма в Британском словаре

катаболизм

катаболизм

/ (kəˈtæbəˌlɪzəm) /

---

существительное

метаболический процесс, в котором сложные молекулы расщепляются на простые с выделением энергии; деструктивный метаболизм Сравнить анаболизм

Производные формы катаболизма

катаболический или катаболический (ˌkætəˈbɒlɪk), прилагательное катаболически или катаболически, наречие

Происхождение слова для катаболизма

C19 катаболизм, от греческого катаболизма катаболизм, от греч. throw

Словарь английского языка Коллинза — полное и несокращенное цифровое издание 2012 г. © William Collins Sons & Co.Ltd. 1979, 1986 © HarperCollins Издательство 1998, 2000, 2003, 2005, 2006, 2007, 2009, 2012

Медицинские определения катаболизма

катаболизма

[кə-тэбə-лзьəм]

---

н.

Метаболический распад сложных молекул на более простые, часто приводящий к высвобождению энергии.

Другие слова из катаболизма

cat’a • bol’ic (kăt’-bŏl’ĭk) прил.

Медицинский словарь American Heritage® Stedman’s Авторские права © 2002, 2001, 1995 компании Houghton Mifflin.Опубликовано компанией Houghton Mifflin.

Научные определения катаболизма

катаболизма

[kə-tăb′ə-lĭz′əm]

---

Фаза метаболизма, в которой энергия в форме АТФ образуется в результате распада сложных молекул, таких как крахмалы, белки и жиры на более простые. Сравните анаболизм.

Другие слова из катаболизма

катаболическое прилагательное

The American Heritage® Science Dictionary Авторские права © 2011. Издано издательской компанией Houghton Mifflin Harcourt Publishing Company.Все права защищены.

Культурные определения катаболизма

---

Биохимические реакции, разрушающие молекулы в процессе обмена веществ. Молекулы могут разрушаться, чтобы получить энергию или подготовить их к удалению из организма. (Сравните анаболизм.)

Новый словарь культурной грамотности, третье издание Авторские права © 2005 издательской компании Houghton Mifflin Harcourt. Опубликовано Houghton Mifflin Harcourt Publishing Company. Все права защищены.

Прочие — это Readingli {-webkit-flex-base: 100%; — ms-flex-preferred-size: 100%; flex-base: 100%;} @ media only screen and (max-width: 769px) {.css-1uttx60> li {-webkit-flex-base: 100%; — ms-flex-предпочтительный-размер: 100%; flex-base: 100%;}} @ media only screen and (max-width: 480px) { .css-1uttx60> li {-webkit-flex-base: 100%; — ms-flex-предпочтительный-размер: 100%; flex-base: 100%;}}]]>

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, поэтому 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 роста и мышечной массы — это 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 различных 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 общем, 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: Производится в поджелудочной железе бета-клетками, регулирует уровень в крови и использование глюкозы. Организм не может использовать глюкозу, основной 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 подтверждается 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 избегать «пустых» калорий, в основном излишков жира и сахара, которые организм не может использовать и в конечном итоге накапливает. 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 переработку 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

.