Катаболизм это процесс: Катаболизм — все самое интересное на ПостНауке

Содержание

Метаболизм: как наладить и улучшить обмен веществ в организме

Все наши неудачи в обретении стройного тела мы обычно объясняем “плохим” или замедленным метаболизмом. По каким признакам можно его распознать, а главное, можно ли “разогнать” обмен веществ?

Что такое метаболизм

Обычно в научной литературе метаболизм определяется как совокупность биохимических реакций, протекающих внутри клеток, которые позволяют организму получать и использовать энергию и соединения, необходимые для его развития.

Эти реакции превращают питательные вещества, которые мы едим, в энергию, необходимую для выполнения всех жизненно важных функций. Среди них:

Метаболизм происходит внутри клеток живых организмов через набор органических веществ белковой природы, называемых ферментами, которые отвечают за промотирование определенных биохимических реакций.

Ферменты стремятся вызвать благоприятные для организма химические реакции и избежать неблагоприятных. Они делают это посредством определенных цепочек реакций, называемых «метаболическими путями», в которых вещество превращается в химический продукт, который, в свою очередь, служит реагентом в новом процессе трансформации, используя питательные соединения и отбрасывая токсичные.

Разные виды живых существ используют сходные метаболические пути, несмотря на то, что каждый конкретный метаболизм определяет и количество пищи, в которой нуждается вид.

Обменные процессы также обусловливают расход энергии. По этой причине он всегда принимается во внимание, когда некоторым людям не удается похудеть, несмотря на соблюдение строгих диет. Поэтому необходимо придерживаться здорового рациона и регулировать этот процесс естественным путем, в соответствии с указаниями специалистов (например, эндокринолога и диетолога).

Типы метаболизма человека

Метаболизм включает в себя все биохимические процессы, происходящие в организме. И чтобы все эти они происходили должным образом, необходимы питательные вещества, которые мы усваиваем с пищей. Они попадают в наши клетки через кровь, трансформируются и используются там для функционирования нашего организма.

Метаболизм принято делить на катаболический (катаболизм) и анаболический (анаболизм).

Катаболический. Это процесс, при котором организм превращает вещества из пищи в химические соединения: белки в аминокислоты, жиры в жирные кислоты и углеводы в простые сахара.
Анаболический. Относится к обратному процессу — организм использует химические соединения, которые были преобразованы в результате катаболизма. Аминокислоты используются, например, для синтеза белка в мышцах.

По мнению специалистов в области питания, можно выделить три типа метаболизма человека:

Белковый обмен.
Люди с этим типом обменных процессов не склонны к употреблению сахара и сладкого, им свойственна диета, богатая животными белками и жирами. Как правило, часто испытывают чувство голода.
Углеводный. Характерные черты: умеренный аппетит и предпочтения сладостям и мучным изделиям, а также стимуляторам (например, кофе). Такие люди, как правило, сталкиваются с частыми колебаниями веса, и им трудно достичь определенной стабильности.
Смешанный. Люди с таким метаболизмом не отличаются ни повышенным, ни пониженным аппетитом, но именно они часто нуждаются в шоколаде и прочих сладостях.

От чего зависит обмен веществ?

Он меняется в течение жизни, и его скорость зависит не только от нашего рациона, но и от других факторов. В их числе:

Генетика.

Наследственность определяет наш генотип, а это означает, что каждая клетка в нашем теле обладает информацией, необходимой для проведения химических реакций определенным образом для получения энергии.

Поэтому сегодня существуют генетические тесты, которые могут помочь вам достичь здорового веса. Как это работает? Анализируются гены, отвечающие за функциональные области тела, связанные с избыточным весом. Таким образом, выявляются особенности вашего тела, когда речь идет о накоплении жира и сопротивлении потере веса.

Пол.

У мужчин более высокий уровень основного обмена, чем у женщин, потому что у них более высокий процент мышечной массы и им нужно больше энергии. Женщины, наоборот, как правило, имеют большее количество жировой массы по сравнению с мужчинами, поскольку у женщин более низкий уровень гормона тестостерона.

Диета.

Важно не только количество потребляемой пищи, но и ее качество. Диета, богатая простыми углеводами без питательной ценности, вызывает дисбаланс в метаболизме глюкозы. Когда в крови избыток сахаров, этот сахар накапливается в виде жира и вызывает увеличение веса. Поэтому для достижения этой цели необходимо изменить привычки в еде и придерживаться сбалансированной диеты.

Возраст.

Основной обмен снижается с годами. Этот факт в сочетании с малоподвижным образом жизни приводит к увеличению веса по мере того, как мы становимся старше. На самом деле отказ от сидячего образа жизни — это первый шаг к тому, чтобы начать худеть без необходимости садиться на строгую диету.

Эндокринная система.

Это совокупность тканей и органов, ответственных за секрецию гормонов. Многие из этих гормонов контролируют и регулируют количество жира в организме. Сбой в работе эндокринной системы может негативно сказаться на метаболизме.

Характеристики медленного метаболизма

Для него характерны следующие симптомы:

Усталость.
Склонность к запорам.
Затрудненное пищеварение.
Сложно вставать по утрам.
Склонность к депрессии (в некоторых случаях).
Трудности с похудением или частые изменения веса.
Жир скапливается на бедрах и ногах.

Характеристики быстрого метаболизма

Люди с быстрым обменом могут заметить у себя следующие признаки:

Постоянный аппетит.
Избыток энергии.
Трудности с засыпанием.
Склонность к нервозности и беспокойству .
Плохое всасывание питательных веществ в кишечнике.
Трудно набрать вес.
Жир скапливается на руках и животе.

Причины замедления обмена веществ

Ключ к разной скорости обмена веществ кроется в нашем основном метаболизме. Это расход энергии, который происходит, пока наше тело находится в состоянии покоя, выполняя работу только для поддержания наших жизненных функций. Если расход энергии низок, мы склонны сжигать мало калорий и накапливать жир. В таком случае можно сказать, что у нас медленный метаболизм.

И, наоборот, когда он быстрый, питательные вещества перерабатываются на полной скорости и калории сжигаются без особых усилий. Очевидно, что с медленным метаболизмом сохранить стройную фигуру сложнее, чем с быстрым.

Наличие того или иного обмена веществ также может быть связано с пищеварительными, гормональными или просто воспалительными факторами. Если мы скорректируем аспекты, не зависящие от генетической детерминации, мы добьемся активизации обменных процессов.

Одной из наиболее частых причин их снижения являются заболевания, например, гипотиреоз — дефицит тиреоидных гормонов.

Щитовидная железа является наиболее важным органом в регуляции обмена веществ и расхода калорий. Когда она плохо работает, может возникнуть гипотиреоз и, как следствие, замедленный метаболизм, что приводит к избыточному весу. Выявляется он достаточно просто по анализу крови. Скорректировав гипотиреоз, можно вести совершенно нормальный образ жизни и худеть с адекватной скоростью.

Еще одной причиной замедления может быть пищевая непереносимость каких-либо продуктов. Из-за этого может быть плохое пищеварение и более медленный метаболизм, чем обычно. Если вы часто чувствуете тяжесть, вздутие живота, стоит обратиться к гастроэнтерологу, чтобы убедиться, нет ли у вас пищевой непереносимости.

Существуют и другие причины, которые зависят от нашего образа жизни. Например:

Привычка не есть целый день, а только на ночь. Доказано, что если соблюдать очень строгую диету или много часов не есть, тело приспосабливается к этой ситуации, пытаясь сохранить как можно больше питательных элементов из пищи, которую мы получаем, снижая скорость обмена. Это называется адаптивной гиперфагией.
Привычка есть в спешке. Если еда плохо пережевывается, обмен веществ замедляется, потому что желудку нужно больше времени для переваривания. Чем медленнее вы едите, тем быстрее разгонится ваш метаболизм.
Стресс. Он вызывает повышение артериального давления, уровня глюкозы и кортизола, жизненно важного гормона нашей внутренней “системы сигнализации”, и, как следствие, откладывается гораздо больше жира.
Обезвоживание.
Вода ускоряет обмен веществ, потому что все метаболические процессы нуждаются в ней для нормального функционирования. Ежедневно нашему телу требуется не менее двух литров воды. Вода необходима для выведения токсинов и примесей.
Недостаток сна. Исследование Университета Суррея в Соединенном Королевстве показало, что сон менее шести часов в день наносит ущерб обменным процессам и увеличивает шансы заболеть диабетом.
Нехватка клетчатки. Увеличение ее объема за счет перехода на цельнозерновой хлеб и обогащение рациона овощами и фруктами ускорит обменные реакции.
Отсутствие регулярной физической активности. Упражнения увеличивают расход калорий и заставляют метаболизм работать быстрее, чтобы сжигать калории.
Алкоголь. Спиртное не только “заряжено” большим количеством калорий, но и существенно замедляет обмен веществ и способность сжигать жир, а также обезвоживает организм. По этой причине очень важно иметь привычку не пить больше одного стакана алкоголя. А после следует употреблять больше воды, чем обычно.

Как питаться людям с быстрым метаболизмом

Такие люди, как правило, имеют хороший аппетит и всегда предпочитают продукты, богатые жирами и белками. Они почти всегда выбирают пикантные блюда вместо сладких.

Однако для поддержания здорового веса стоит уменьшить потребление углеводов, особенно сладостей и рафинированной муки.

Также очень важно не злоупотреблять животным белком. Стоит сочетать его с растительными белками, такими как бобовые и орехи.

Обогатите свой рацион качественными жирами:

Авокадо.
Семена.
“Голубая” рыба (сардины, скумбрия, ставрида, сайра, рыба-меч, тунец и килька).
Орехи.
Желток.
ГХИ или топленое масло.
Масла первого холодного отжима: оливковое, кокосовое, кунжутное, льняное.

Сочетайте эти белки и жиры с достаточным объемом сырых овощей. Например, можно добавлять их в соки, коктейли и салаты. Если у вас повышенный аппетит, ешьте несколько раз в день и не пропускайте приемы пищи.

Как питаться людям с медленным метаболизмом

Они часто имеют тенденцию набирать вес и чувствовать усталость, несмотря на то, что мало едят. Для них лучшее решение основано на правильном питании.

Лучше всего всегда потреблять здоровые углеводы, приготовленные с использованием, например, стевии вместо сахара и цельнозерновой муки. Важно уменьшить потребление соли, которая часто вызывает отеки и задержку жидкости.

Если у вас медленный метаболизм, вы обычно прибегаете к стимуляторам, таким как кофе или кола. Однако предпочтительнее выбирать напитки, приготовленные из натуральных фруктов и таких продуктов, как имбирь, мака, какао, женьшень и т. п.

Вам желательно контролировать потребление жиров и выбирать их здоровые варианты. Кроме того, питье воды в течение дня, натощак и между приемами пищи также поможет ускорить метаболизм.

Как ускорить обмен веществ

Прежде всего, стоит учитывать энергетический обмен. Он определяет способность организма преобразовывать калории в энергию. Есть три составляющих общих затрат энергии:

Базовый уровень метаболизма — это количество энергии, которое требуется организму в состоянии покоя, чтобы функционировать и оставаться в живых. На его долю приходится 60-75% общего потребления энергии, и оно зависит от роста, веса и возраста, а также от пола и активности щитовидной железы.
Активный метаболизм зависит от физической активности, но рост, беременность и лактация также требуют больше энергии.
Термогенез – это количество энергии, которое тело расходует на переваривание и усвоение пищи.

Когда мы говорим об ускорении метаболизма, обычно имеем в виду основной обмен веществ, который, хотя и находится под влиянием различных внешних факторов, может быть активизирован за счет воздействия на активный обмен и термогенез.

Способы ускорения метаболизма:

Пейте много воды. Существуют доказательства того, что потребление достаточного количества жидкости, особенно воды, может естественным образом увеличить скорость основного обмена. Исследования показали, что после потребления полулитра воды организм сжигает значительно больше калорий. Этот эффект увеличивается в десять раз, когда вода холодная. Дело в том, что тело использует еще больше энергии, чтобы нагреть воду. Таким образом, повысить метаболизм несложно.
Сократите потребление углеводов. Когда мы едим меньше углеводных продуктов, наше тело должно использовать свои резервы, чтобы снабжать органы необходимой им энергией. Это приводит к дополнительным энергозатратам. Кроме того, исследования показали, что потребление простых углеводов замедляет метаболизм и увеличивает уровень жира в организме. Таким образом, ежедневное потребление менее 100 граммов углеводов может стать первым шагом к ускорению обмена веществ. Поэтому сосредоточьтесь на продуктах с низким содержанием углеводов или на содержащих сложные углеводы (например, богатые клетчаткой). Они дольше сохраняют чувство сытости и отлично подходят для улучшения микрофлоры кишечника.
Ешьте больше белка. Когда мы едим, наш обмен веществ ускоряется на несколько часов. Это связано с термогенезом, происходящим в процессе пищеварения. Некоторые питательные вещества требуют больше энергии для переваривания. Так обстоит дело с белками. Они увеличивают потребляемую энергию на 15–30 %, углеводы — на 5–10 %, а липиды — максимум на 3 %.
Выбирайте “правильные” жиры. Фактически, жиры, богатые жирными кислотами со средней длиной цепи, позволяют сжигать калории в течение шести часов после еды.
Обратите внимание на микронутриенты. Помимо потребления жидкости и макронутриентов (углеводов, белков, жиров), важную роль также играют витамины и минералы. Они способствуют тому, чтобы наш метаболизм мог выполнять все свои функции наилучшим образом. Таким образом, биотин способствует нормальному обмену макроэлементов. А витамины В1, В2, В3 и В12 способствуют нормальному энергетическому обмену. Вот почему важно регулярное потребление этих питательных веществ.
Выбирайте правильные продукты.

Какая пища действительно ускоряет обмен веществ?

Вот 9 лучших продуктов для сбалансированного метаболизма:

Чечевица содержит сложные углеводы, клетчатку и белок, а также витамины группы В и магний, фосфор, железо и цинк.
Овсяные хлопья являются хорошим источником сложных углеводов, растительных белков, а также витаминов группы В. Они также содержат такие минералы, как железо, фосфор, магний, медь, марганец и цинк.
Кокосовое масло, употребляемое в количестве не менее 30 миллилитров в день, способно ускорить обмен веществ. Кроме того, рекомендуется льняное и конопляное масла из-за их состава жирных кислот.
Миндаль богат белком и витаминами группы В. Он также содержит кальций, магний и медь, а еще железо, марганец и цинк.
Перец чили не только улучшает вкус ваших блюд, но и способствует ускорению обмена веществ благодаря капсаицину.
Тунец содержит белок, витамины группы В и омега-3 жирные кислоты. Он также содержит различные минералы, такие как железо, цинк, магний и йод.
Говядина богата L-карнитином и содержит животный белок, а также железо, цинк и витамины группы В. Однако вы должны потреблять ее в умеренных количествах и следить за тем, чтобы она была хорошего качества.
Зеленый чай также способствует ускорению обменных процессов.
Шпинат содержит железо, цинк и магний, а также витамин С и витамины группы В, такие как биотин.

При необходимости выбирайте продукты из этого списка и комбинируйте их по своему желанию.

Физическая активность важна для увеличения основного обмена веществ — метаболизм работает на полной скорости, когда мы тренируемся. Силовые виды спорта особенно рекомендуются для замены жира мышцами. Чем больше вы их развиваете, тем больше увеличивается ваш основной метаболизм (расход калорий в состоянии покоя). Это означает, что углеводы идут в мышцы, чтобы обеспечить их энергией, а тело не откладывает жир. Чтобы еще больше ускорить метаболизм, используйте веса во время тренировок.

Высыпайтесь.

Хороший сон необходим для оптимального метаболизма. У людей, лишенных нормального сна, обмен веществ несколько медленнее. Точно так же недостаток сна увеличивает риск избыточного веса и нарушает аппетит. Это связано с тем, что тело вырабатывает гормоны, саморегулируется и восстанавливается во время сна. Поэтому важно найти идеальный ритм дня.

Расслабьтесь.

Стресс увеличивает выработку гормона кортизола, который повышает аппетит и приводит к накоплению жира, а в итоге — к замедлению метаболизма. Так что, найдите технику, которая позволит вам контролировать свой ежедневный уровень стресса. Возможно, вам подойдет медитация или йога.

Краткие выводы

Метаболизм меняется в течение жизни, и его скорость зависит не только от нашего рациона, но и от других факторов, в числе которых пол и генетика.
Для медленного обмена веществ характерны такие симптомы, как усталость и склонность к запорам.
Люди с быстрым метаболизмом могут сталкиваться с трудностями с засыпанием, а также часто имеют повышенный аппетит.
Большинству людей рекомендуется добавить в свой рацион ряд определенных продуктов, чтобы сбалансировать обмен веществ.
Также для ускорения обменных процессов важно, например, высыпаться и пить достаточное количество воды.

Список использованной литературы

Kamada I, Truman L, Bold J, Mortimore D. The impact of breakfast in metabolic and digestive health. Gastroenterol Hepatol Bed Bench. 2011;4(2):76-85.
Greer BK, O’Brien J, Hornbuckle LM, Panton LB. EPOC comparison between resistance training and high-intensity interval training in aerobically fit women. Int J Exerc Sci. 2021;14(2):1027-1035.
Goncalves A, Amiot MJ. Fat-soluble micronutrients and metabolic syndrome. Curr Opin Clin Nutr Metab Care. 2017;20(6):492-497.
Schuenke MD, Mikat RP, McBride JM. Effect of an acute period of resistance exercise on excess post-exercise oxygen consumption: implications for body mass management. Eur J Appl Physiol. 2002;86(5):411-417.
Vij VA, Joshi AS. Effect of ‘water induced thermogenesis’ on body weight, body mass index and body composition of overweight subjects. J Clin Diagn Res. 2013;7(9):1894-1896.
Benatti FB, Ried-Larsen M. The effects of breaking up prolonged sitting time: a review of experimental studies. Med Sci Sports Exerc. 2015;47(10):2053-2061.

Что это — катаболизм? Процессы катаболизма, этапы

Наш организм является удивительной системой, способной поддерживать стабильные связи с окружающей средой. Осуществляется это посредством обмена веществ или, как его еще называют, метаболизма. Сам же метаболизм делится на две составляющие: катаболизм (энергетический обмен) и анаболизм (пластический обмен). Многие люди путают эти понятия. Но они принципиально отличаются. Давайте же разберемся, что такое катаболизм.

Отличия катаболизма от анаболизма

Данные процессы противоположные по своей природе. Анаболизм — это процесс синтеза более сложных веществ из простых. А что такое катаболизм? Это обратный процесс. Примером анаболизма может служить набор мышечной массы. А в качестве примера для катаболизма можно привести ряд важных для организма человека реакций.

Катаболизм — определение. Катаболизм мышц

Например, многие люди любят картошку, верно? Одним из основных веществ в ней, создающих приятные вкусовые качества, является крахмал. Данное вещество является полисахаридом. Это означает, что оно является очень сложным по своей природе углеводом. Соответственно, оно состоит из множества других углеводов, и его можно разложить на менее сложные вещества. В самом конце крахмал разлагается организмом до глюкозы. Это и есть катаболизм.

Катаболизм спирта

Вторым примером катаболизма является разложение спирта до уксусной кислоты. Данный процесс осуществляется в два шага с помощью двух ферментов. Первый — это алкогольдегидрогеназа. Данный фермент отвечает за катаболизм этанола до ацетальдегида. Данное вещество является токсичным, поэтому оно не может долго задерживаться в организме. Именно оно является причиной похмелья. Но суть не в этом.

Гликолиз. И общие сведения окисление глюкозы

Второй этап катаболизма этилового спирта — это расщепление ацетальдегида посредством фермента ацетальдегиддегидрогеназы до уксусной кислоты, которая выводится с организма. Есть ряд других примеров катаболизма. Например, жиры могут расщепляться до глицерина и жирных кислот, а белки — до аминокислот. Для бодибилдеров последний вид катаболизма является достаточно неприятным, так как он не дает набирать мышечную массу.

Катаболизм по науке

Катаболизм предназначен для того, чтобы организм мог получать энергию. По сути, любые вещества, которые перерабатываются нашим организмом, являются источником АТФ — аденозинтрифосфата. Это специальные молекулы, предназначенные для аккумулирования, то есть накопления энергии в организме. Количество данного вещества достаточно ограниченное. Поэтому ему нужно постоянно пополняться. И это можно сделать только одним путем — с помощью катаболизма. Процесс происходит в несколько этапов. Рассмотрим подробнее все этапы катаболизма.

Первый этап

Первый этап катаболизма — это расщепление полученных из пищи веществ с помощью специальных ферментов. Для некоторых веществ роль фермента могут выполнять гормоны. Например, сахар расщепляет инсулин, вырабатываемый поджелудочной железой. При этом для данного этапа характерно только выделение тепла. Оно не пропадает бесследно.

В частности, оно используется для поддержания нормального уровня жизнедеятельности организма. И мы данный процесс чувствуем как сохранение определенной температуры тела. При этом данный круг достаточно интересный. Ведь катаболизм может осуществляться только при наличии определенной температуры. Теплота является естественным катализатором любых химических процессов в организме или во внешней среде. Процесс расщепления жизненно необходимых веществ является достаточно сложным, поэтому без второго этапа не обойтись.

Синтез АТФ: специфические особенности данного процесса

Второй этап

Второй этап называется гликолизом. На данном этапе подвергается расщеплению глюкоза. Данный процесс осуществляется в цитоплазме клетки. Как следствие второго этапа, 40% запасается в виде АТФ, а остальная часть получившейся энергии используется в виде тепла. Вообще, терморегуляция в нашем организме, как видим, обходится ему очень дорого. Значительно больше половины всей получаемой энергии тратится именно на поддержание нормальной температуры тела. Данный этап происходит без участия кислорода.

Третий этап — кислородный

Данный этап катаболизма происходит при непосредственном участии кислорода. Он осуществляется в митохондриях, которые являются нашими естественными аккумуляторами. Данные элементы нашего организма очень маленькие, их невозможно увидеть невооруженным взглядом. При этом данные аккумуляторы имеются в каждой клетке, способной к метаболизму. И именно в них происходит накопление АТФ. И третий этап завязан полностью на синтезе аденозинтрифосфорной кислоты.

Общий путь катаболизма

Общим путем катаболизма можно называть совокупность таких процессов:

Окисление пирувата до ацетил-КоА. Данный процесс происходит под воздействием ферментов, образующих совокупность под интересным названием «Пируватдегидрогеназный комплекс». Но это уже детали, которые не особо важны обычному человеку.
Далее идет окисление ацетил-Коа. Это получается благодаря так называемому циклу трикарбоновых кислот. Его еще называют циклом Кребса. Данный процесс является ключевым, предназначенным для клеточного дыхания. Не всех, конечно, а только тех, которые используют кислород. Именно благодаря циклу Кребса в дальнейшем образуется для формирования в процессе анаболизма (синтеза) АТФ, который является основным источником энергии в клетке.
После этого выделяется энергия, происходит ее аккумуляция (накопление). Это происходит благодаря дегидрированию метаболитов, которые получились в ходе предыдущих двух процессов катаболизма. Само дегидрирование происходит в митохондриальных цепях переноса электронов.

Данные процессы катаболизма являются очень важными для человека. Без них невозможно было бы существовать, так как при катаболизме АТФ происходит высвобождение энергии, которая в дальнейшем используется как универсальное средство, поглощаемое нашими органами.

Катаболизм аминокислот

Да, белки разлагаются в нашем организме до аминокислот. Но не только это происходит в нашем организме. Кроме всего прочего, аминокислоты также являются непосредственными участниками катаболизма. Сам процесс очень сложный, поэтому приведется только основная информация, которая не будет достаточно трудной для читателей. Именно аминокислоты являются основным средством, благодаря которому строятся белки.

Нет ни одного участка тела, которое не нуждалось бы в белках. Однако некоторые из них могут быть вредными. Болезни, которые возникают по причине появления в организме неправильных белков, называются прионными. И, что интересно, ими можно заразиться в один момент.

Выводы

Мы разобрались, что такое катаболизм и для чего он нужен нашему организму. Причина очень проста. Даже самые нужные вещества в нашем организме иногда оказываются лишними. При этом мы не можем обойтись без этих веществ. Катаболизм позволяет не только получить энергию, но и ликвидировать излишки того, что нужно нашему организму. Просто то, чего чрезмерно много — это также плохо. И сей факт нужно учитывать.

Важно понимать, что такое катаболизм не только для общего образования, но и, например, для сжигания лишнего веса. Но при этом нужно быть предельно осторожным, так как катаболизм может кроме жира сжигать и мышечную массу. Ему все равно, что попадает под прицел.

26.5: Четыре стадии катаболизма

Последнее обновление
Сохранить как PDF

Идентификатор страницы: 14178

Цели обучения

Описать, как углеводы, жиры и белки расщепляются в процессе пищеварения.

Мы сказали, что животные получают химическую энергию из пищи — углеводов, жиров и белков — которые они едят в результате реакций, определяемых в совокупности как катаболизм . Мы можем рассматривать катаболизм как протекающий в три этапа (рис. \(\PageIndex{1}\)). На стадии I углеводы, жиры и белки расщепляются на отдельные мономеры: углеводы — на простые сахара, жиры — на жирные кислоты и глицерин, а белки — на аминокислоты. Одной частью стадии I катаболизма является расщепление пищевых молекул в результате реакций гидролиза на отдельные мономерные единицы, что происходит во рту, желудке и тонком кишечнике и называется пищеварением.

На стадии II эти мономерные звенья (или строительные блоки) далее расщепляются по различным путям реакции, один из которых производит АТФ, с образованием общего конечного продукта, который затем можно использовать на стадии III для производства еще большего количества АТФ. В этой главе мы рассмотрим каждую стадию катаболизма — в общих чертах и в деталях.

Рисунок \(\PageIndex{1}\): Преобразование энергии

Преобразование пищи в клеточную энергию (в виде АТФ) происходит в три этапа.

Переваривание углеводов

Переваривание углеводов начинается во рту (рис. \(\PageIndex{2}\)), где α-амилаза слюны атакует α-гликозидные связи в крахмале, основном углеводе, потребляемом человеком. При расщеплении гликозидных связей образуется смесь декстринов, мальтозы и глюкозы. Альфа-амилаза, смешанная с пищей, остается активной, пока пища проходит через пищевод, но быстро инактивируется в кислой среде желудка.

Рисунок \(\PageIndex{2}\): основные события и места переваривания углеводов

Основным местом переваривания углеводов является тонкий кишечник. Секреция α-амилазы в тонком кишечнике превращает любые оставшиеся молекулы крахмала, а также декстрины в мальтозу. Затем мальтоза расщепляется мальтазой на две молекулы глюкозы. Дисахариды, такие как сахароза и лактоза, не перевариваются до тех пор, пока не достигают тонкой кишки, где на них воздействуют соответственно сахараза и лактаза. Основными продуктами полного гидролиза дисахаридов и полисахаридов являются три моносахаридных звена: глюкоза, фруктоза и галактоза. Они всасываются через стенку тонкой кишки в кровоток.

Переваривание белков

Переваривание белков начинается в желудке (рис. \(\PageIndex{3}\)), где под действием желудочного сока гидролизуется около 10% пептидных связей. Желудочный сок представляет собой смесь воды (более 99%), неорганических ионов, соляной кислоты, различных ферментов и других белков.

Боль при язве желудка, по крайней мере частично, обусловлена раздражением изъязвленной ткани кислым желудочным соком.

Рисунок \(\PageIndex{3}\): Основные события и места расщепления белков

Соляная кислота (HCl) желудочного сока секретируется железами слизистой оболочки желудка. рН свежевыделенного желудочного сока составляет около 1,0, но содержимое желудка может повышать рН до 1,5–2,5. HCl помогает денатурировать пищевые белки; то есть он разворачивает белковые молекулы, подвергая их цепи более эффективному действию ферментов. Основным пищеварительным компонентом желудочного сока является пепсиноген, неактивный фермент, вырабатываемый клетками, расположенными в стенке желудка. Когда пища попадает в желудок после периода голодания, пепсиноген превращается в свою активную форму — пепсин — в ходе ряда стадий, инициируемых падением рН. Пепсин катализирует гидролиз пептидных связей внутри белковых молекул. Он обладает довольно широкой специфичностью, но действует преимущественно на связи, включающие ароматические аминокислоты триптофан, тирозин и фенилаланин, а также метионин и лейцин.

Переваривание белков завершается в тонком кишечнике. Панкреатический сок, поступающий из поджелудочной железы через панкреатический проток, содержит неактивные ферменты, такие как трипсиноген и химотрипсиноген. Они активируются в тонком кишечнике следующим образом (рис. \(\PageIndex{4}\)): клетки слизистой оболочки кишечника секретируют протеолитический фермент энтеропептидазу, который превращает трипсиноген в трипсин; Затем трипсин активирует химотрипсиноген в химотрипсин (а также завершает активацию трипсиногена). Оба этих активных фермента катализируют гидролиз пептидных связей в белковых цепях. Химотрипсин преимущественно атакует пептидные связи с участием карбоксильных групп ароматических аминокислот (фенилаланин, триптофан и тирозин). Трипсин атакует пептидные связи с участием карбоксильных групп основных аминокислот (лизина и аргинина). Сок поджелудочной железы также содержит прокарбоксипептидазу, которая расщепляется трипсином до карбоксипептидазы. Последний представляет собой фермент, который катализирует гидролиз пептидных связей на свободном карбоксильном конце пептидной цепи, что приводит к поэтапному высвобождению свободных аминокислот с карбоксильного конца полипептида.

Рисунок \(\PageIndex{4}\): Активация некоторых ферментов поджелудочной железы в тонкой кишке

Аминопептидазы в кишечном соке удаляют аминокислоты с N-конца пептидов и белков, содержащих свободную аминогруппу. Рисунок \(\PageIndex{5}\) иллюстрирует специфичность этих ферментов, расщепляющих белки. Аминокислоты, которые высвобождаются при переваривании белка, всасываются через стенку кишечника в систему кровообращения, где они могут использоваться для синтеза белка.

Рисунок \(\PageIndex{5}\): Гидролиз пептида несколькими пептидазами

На этой диаграмме показано, где в пептиде различные пептидазы, которые мы обсуждали, могут катализировать гидролиз пептидных связей.

Переваривание липидов

Переваривание липидов начинается в верхней части тонкой кишки (Рисунок \(\PageIndex{6}\)). Гормон, секретируемый в этой области, стимулирует выброс желчи из желчного пузыря в двенадцатиперстную кишку. Основными составляющими желчи являются соли желчных кислот, которые эмульгируют большие нерастворимые в воде капли липидов, нарушая некоторые гидрофобные взаимодействия, удерживающие молекулы липидов вместе, и суспендируя образующиеся более мелкие глобулы (мицеллы) в водной пищеварительной среде. Эти изменения значительно увеличивают площадь поверхности липидных частиц, обеспечивая более тесный контакт с липазами и, таким образом, быстрое переваривание жиров. Другой гормон способствует выделению панкреатического сока, в котором содержатся эти ферменты.

Рисунок \(\PageIndex{6}\): Основные события и места расщепления липидов (преимущественно триглицеридов)

Липазы в соке поджелудочной железы катализируют расщепление триглицеридов сначала до диглицеридов, а затем до 2-моноглицеридов и жирных кислот:

Моноглицериды и жирные кислоты проникают через слизистую оболочку кишечника в кровоток, где они повторно синтезируются в триглицериды и транспортируются в виде липопротеиновых комплексов, известных как хиломикроны. Фосфолипиды и эфиры холестерина подвергаются аналогичному гидролизу в тонком кишечнике, и молекулы их компонентов также всасываются через слизистую оболочку кишечника.

Дальнейший метаболизм моносахаридов, жирных кислот и аминокислот, высвобождаемых на стадии I катаболизма, происходит на стадиях II и III катаболизма.

Резюме

В процессе пищеварения углеводы расщепляются на моносахариды, белки — на аминокислоты, а триглицериды — на глицерин и жирные кислоты. Большинство реакций пищеварения происходят в тонкой кишке.

Наверх

Была ли эта статья полезной?

Тип изделия
Раздел или Страница
Лицензия
CC BY-NC-SA
Версия лицензии
4,0
Показать страницу TOC
№ на стр.
Теги

Метаболизм – определение, килоджоули, скорость основного обмена

Ключевые факты

Метаболизм – это процессы, в ходе которых ваше тело превращает то, что вы едите и пьете, в энергию.
Когда ваше тело имеет больше энергии, чем ему нужно, ваше тело откладывает избыточную энергию в виде жира.
Существует мало доказательств того, что специальные продукты или добавки могут увеличить ваш метаболизм.

Что такое обмен веществ?

Метаболизм — это процессы, в ходе которых ваше тело превращает то, что вы едите и пьете, в энергию.

Пища и напитки, которые вы едите, содержат:

углеводы
жиры
белки

Ваше тело разбивает их на более простые формы. Затем они преобразуются в энергию вашим телом. Ваше тело использует эту энергию, чтобы выполнять повседневные функции.

Как измеряется метаболизм?

Килоджоули измеряют количество энергии, которое использует ваше тело.

Многие люди знакомы с термином калория. Калория – это еще одно измерение энергии. Одна килокалория = 4,18 кДж.

Как работает мой метаболизм?

Ваш метаболизм включает два процесса: катаболизм и анаболизм. Эти два процесса тщательно сбалансированы, чтобы помочь вам оставаться здоровым:

Катаболизм — это процесс расщепления пищи на более простые формы с высвобождением энергии.
Анаболизм — это процесс использования этой энергии для построения и восстановления клеток в вашем теле.

Иногда у вашего тела больше энергии, чем ему нужно. Когда это произойдет, ваше тело будет хранить избыточную энергию в виде жира.

Что влияет на мой метаболизм?

Различные факторы влияют на ваш метаболизм. К этим факторам относятся:

размер и состав тела
секс
возраст
генов

Эти факторы определяют, сколько энергии нужно вашему телу.

Крупные люди сжигают больше килоджоулей, даже когда отдыхают. Сюда входят люди с большей мускулатурой.

Мужчины обычно сжигают больше килоджоулей, чем женщины того же возраста и веса. Отчасти это связано с тем, что у мужчин больше мышц.

С возрастом вы теряете мышцы, что замедляет метаболизм.

Гены также играют роль в размере и росте мышц, что может повлиять на ваш метаболизм.

Вместе эти факторы составляют ваш основной обмен. Это количество энергии, необходимое вашему телу для выживания, и включает в себя основные функции организма, такие как:

выращивание и восстановление клеток
используя свой мозг
перекачивать кровь по телу
двигай мышцами
поддержание постоянной температуры тела
производство гормонов и ферментов
расщепление пищи

Активность также влияет на скорость обмена веществ. Это включает в себя регулярные физические упражнения, а также регулярные задачи, такие как:

работа
работа по дому
общение

Как мое здоровье влияет на мой метаболизм?

Проблемы со здоровьем могут повлиять на ваш метаболизм. Гипертиреоз может увеличить ваш метаболизм и вызвать внезапную потерю веса. Гипотиреоз может нарушить обмен веществ и привести к увеличению веса и ожирению.

Ваш метаболизм также может повлиять на ваше здоровье. Оказывается, у людей разная скорость метаболизма, которая может влиять на их вес. Избыточный или недостаточный вес, в свою очередь, может повлиять на ваше здоровье.

Могу ли я увеличить свой метаболизм?

Метаболизм у всех разный. Это связано с тем, что ваш базовый уровень метаболизма и физическая активность различаются.

Многие люди пытаются ускорить свой метаболизм, чтобы сжечь больше килоджоулей и похудеть. Существует мало научных доказательств того, что какие-либо специальные продукты или добавки могут «повысить» ваш метаболизм.

Хотя изменить метаболизм сложно, чем больше физической активности вы выполняете, тем больше килоджоулей (энергии) расходуете.

Некоторые способы сжигания килоджоулей включают:

аэробные нагрузки, такие как ходьба, езда на велосипеде и плавание
силовые тренировки
больше двигаться каждый день

Силовые тренировки могут ускорить обмен веществ за счет увеличения мышечной массы.