Таблица катаболизм и анаболизм: Сравнительная таблица «анаболизм и катаболизм»

Содержание

обмен веществ и энергии в клетке кратко, процессы (Таблица, схема)

Метаболизм — это обмен веществ и превращение энергии в клетке, сложная цепь превращений веществ в организме начиная с момента их поступления из внешней среды и кончая удалением продуктов распада. В процессе обмена организм получает вещества для построения клеток и энергию для жизненных процессов. Поэтому выделяются два вида обмена: пластический и энергетический.

Пластическим обменом (анаболизм или ассимиляция) — это совокупность реакций, способствующих построению клетки и обновлению ее состава.

Энергетический обмен (катаболизм, диссимиляция) — совокупность реакций, обеспечивающих клетку энергией.

Метаболизм его процессы катаболизм и анаболизм таблица

Признаки

Катаболизм (диссимиляция)

Анаболизм (ассимиляция)

Определение

Катаболизм — это совокупность ферментативных реакций в живом организме, направленных на расщепление сложных органических веществ (белков, липидов, углеводов, нуклеиновых кислот), поступающих с пищей или запасенных в самом организме. Метаболические процессы, которые разрушают простые вещества в сложные молекулы. Конечные продукты распада CO

2 и H2O.

Анаболизм — это совокупность химических процессов в живом организме, направленных на образование и обновление структурных частей клеток и тканей. При этом идет синтез сложных молекул (белков, жиров, углеводов) из более простых с накоплением энергии.

Вид обмена

Энергетический обмен

Пластический обмен

Энергии

— Освобождает энергию АТФ

— Потенциальная энергия, превращенная в кинетическую энергию

— Требуется энергия от распада АТФ, окисления неорганических веществ, солнечного света

— Кинетическая энергия, превращенная в потенциальную энергию

АТФ

образуется, накапливается

расходуется

Тип реакции

экзэргонических

эндергонических

Гормоны

Адреналин, глюкагон, цитокины, кортизол

Эстроген, тестостерон, гормон роста, инсулин

Значение

— Обеспечивает энергию для анаболизма

— нагревает тело

— Позволяет сокращать мышцы

— Поддерживает новый рост клеток

— Поддерживает хранение энергии

— Техобслуживание тканей

Кислород

Использует кислород

Не использует кислород

Процессы (примеры)

К катаболическим процессам относятся реакции биологического окисления:

— Дыхание клеток

— Гликолиз

— Брожение

— Пищеварение

— Экскреция

К анаболическим процессам относятся:

— Биосинтез белка

— Хемосинтез

— Фотосинтез растений

— Ассимиляция у животных

Схема обмен веществ и энергии в клетке — метаболизм

 

Схема метаболизма (вариант 2)

 

_______________

Источник информации:  Биология в таблицах и схемах / Спб. — 2004.



Применение терипаратида в лечении тяжелого остеопороза в гериатрической практике: описание клинического случая | Дудинская

АКТУАЛЬНОСТЬ

Для людей пожилого и старческого возраста характерна высокая распространенность остеопороза, что увеличивает риск переломов, также повторных. Переломы, возникающие при остеопорозе в пожилом возрасте, приводят к катастрофическим последствиям и являются неблагоприятным осложнением заболевания. Распространенность остеопоротических переломов прогрессивно возрастает с увеличением возраста. В настоящий момент кумулятивная частота переломов бедра у женщин старше 80 лет составляет около 30% [1]. Доля переломов тел позвонков у женщин старше 80 лет составляет до 40% всех вертебральных остеопоротических переломов [2]. Остеопороз и остеопоротические переломы и по сей день остаются серьезной медицинской экономической и социальной проблемой, несмотря на огромные успехи, достигнутые в диагностике и лечении данного заболевания.

При работе с пациентами пожилого и старческого возраста с остеопорозом большое внимание следует уделять их функциональной активности и наличию синдрома старческой астении (СА), или «хрупкости». Это «всеобъемлющий» гериатрический синдром, характеризующийся возраст-ассоциированным снижением физиологического резерва и функций многих систем организма, приводящий к повышенной уязвимости организма пожилого человека к воздействию эндо- и экзогенных факторов, с высоким риском развития неблагоприятных исходов для здоровья, потери автономности и смерти [3].

Для скрининговой оценки гериатрического статуса пожилого пациента рекомендован опросник «Возраст не помеха», состоящий из 7 вопросов (табл. 1). Пациентов с результатом 5 баллов и более по данному опроснику рекомендовано направлять в гериатрический кабинет для выполнения комплексной гериатрической оценки и разработки индивидуального плана ведения. Пациентам с результатом 3–4 балла рекомендовано проведение краткой батареи тестов физического функционирования для уточнения гериатрического статуса [3].

Таблица 1. Опросник «Возраст не помеха»

1

Похудели ли Вы на 5 кг и более за последние 6 месяцев?

да/нет

2

Испытываете ли Вы какие-либо ограничения в повседневной жизни из-за снижения зрения или слуха?

да/нет

3

Были ли у Вас в течение последнего года травмы, связанные с падением?

да/нет

4

Чувствуете ли Вы себя подавленным, грустным или встревоженным на протяжении последних недель?

да/нет

5

Есть ли у Вас проблемы с памятью, пониманием, ориентацией или способностью планировать?

да/нет

6

Страдаете ли Вы недержанием мочи?

да/нет

7

Испытываете ли Вы трудности в перемещении по дому или на улице?

(Ходьба до 100 метров или подъем на 1 лестничный пролет)

да/нет

В ряде исследований установлено, что СА ассоциирована с повышением риска падений, снижением минеральной плотности костной ткани, ухудшением качества жизни, функциональных возможностей и, соответственно, ростом летальности пациентов с данным состоянием [4]. Это, в свою очередь, повышает риск самопроизвольных падений: у пожилых людей через каждые 10 лет частота падений увеличивается на 10%. Падения становятся причиной серьезных повреждений в 10–15% случаев, а переломов – в 5% случаев [5].

Существует прямая зависимость между числом перенесенных ранее переломов и вероятностью развития новых переломов – так называемый «каскад переломов» при остеопорозе. Причем риск повторного перелома значительно выше, если ранее были отмечены переломы типичных для остеопороза локализаций (проксимального отдела бедра, позвонков и плеча).

Пожилые пациенты с остеопоротическими переломами должны быть отнесены к группе «хрупких» пожилых с высоким риском повторных переломов и снижения функциональной активности, качества жизни и увеличения смертности [6].

Несмотря на рост заболеваемости остеопорозом и его осложнений у пожилых людей данное заболевание остается недодиагностированным и недооцененным, особенно у лиц старше 80 лет. Пожилые пациенты в возрасте 80+ довольно редко включались в известные проведенные рандомизированные клинические исследования (РКИ), а пациенты с синдромом СА не были описаны ни в каких исследованиях по остеопорозу.

Серьезной проблемой в лечении остеопороза у лиц старшего поколения становится неэффективность проводимой антирезорбтивной терапии вследствие возрастного снижения костеобразования. Нередки случаи продолжающего снижения плотности кости, возникновения повторных переломов на фоне проводимой терапии остеопороза [7].

Профилактика повторных переломов у гериатрических пациентов представляет собой систему профилактических, реабилитационных и лечебных мероприятий, направленных на снижение риска падений, выбор эффективной терапии, снижение риска повторных переломов.

ОПИСАНИЕ СЛУЧАЯ

Пациентка Т., 89 лет, обратилась с жалобами на боли в костях, грудном и поясничном отделе позвоночника, усиливающиеся при движениях, трудности при ходьбе, страх падений, снижение памяти, снижение аппетита, недержание мочи.

Из анамнеза известно, что менопауза наступила в 42 года, глюкокортикостероиды не получала, эпизодов плохого питания или синдрома мальабсорбции в течение жизни не было, молочные продукты не ограничивает. С возраста 69 лет перенесла множественные переломы, произошедшие при минимальной травме: в 69 лет – перелом правой лучевой кости, с 70 по 75 лет – компрессионные переломы ThXI и LI, в 78 лет – перелом шейки правой бедренной кости (эндопротезирование), в 83 года – ThIX и LIII, в 88 лет – ThXII.

Переломы у матери отрицает, однако вспоминает наличие у нее выраженного кифоза в пожилом возрасте.

Среди сопутствующих заболеваний примечательна гипертоническая болезнь, по поводу которой постоянно принимает периндоприл 5 мг в сутки, торасемид 10 мг в сутки.

Диагноз остеопороза установлен в возрасте 78 лет, когда после выявленных компрессионных переломов тел позвонков проведена денситометрия, показавшая снижение минеральной плотности кости (МПК) по Т-критерию в позвонках до –4,9 SD (табл. 2).

Таблица 2. Динамика лабораторных и инструментальных показателей крови пациентки Т. исходно и на фоне антиостеопоротического лечения

Параметр

78 лет

88 лет

(10 лет антирезорбтивной терапии)

89 лет

(12 месяцев терапии терипаратидом)

Референсные значения, единицы измерения

Кальций общий

2,21

2,22

2,36

2,15–2,55 ммоль/л

Фосфор

1,10

1,12

1,03

0,87–1,45 ммоль/л

Креатинин

86

84

81

44,0–80,0 мкмоль/л

Щелочная фосфатаза

69

40

83

0–240 ЕД/л

Паратгормон

78,9

39,2

15–65 пг/мл

25(ОН)D3

8,9

44,9

Целевое значение от 30 нг/мл

С-терминальный телопептид коллагена 1 типа (Ctx)

0,01

0,127

0,01–0,28 нг/мл

N-терминальный пропептид проколлагена 1 типа (P1NP)

12,3

106,7

15–115 нг/мл

Остеокальцин

 

8,0

46,4

15–46 нг/мл

L1

–4,1

–3,7

–2,6

Т-критерий, SD

L2

–4,4

–3,3

–2,7

Т-критерий, SD

L3

–4,9

–4,0

–2,9

Т-критерий, SD

L4

–4,1

–3,2

–3,1

Т-критерий, SD

L1–L4

–4,9

–3,9

–3,1

Т-критерий, SD

Neck

–3,7

–2,7

–2,4

Т-критерий, SD

Total hip

–3,0

–2,8

–2,3

Т-критерий, SD

FRAX для всех переломов

46

23

19

%

FRAX для переломов бедра

29

17

11

%

10-летний риск переломов по FRAX на момент диагностики заболевания составил 46% для всех переломов и 29% для переломов бедра. В течение 5 лет пациентка получала антирезорбтивную терапию алендронатом, далее в течение двух лет пероральную форму ибандроната, затем проведены три последовательных инфузии золедроновой кислоты, однако на фоне данной терапии происходили повторные низкотравматичные переломы. Периодически принимала комбинированные препараты кальция и витамина D.

Пациентка проживает с дочерью в 3-комнатной квартире (7 этаж 10-этажного дома) в отдельной комнате. Передвигается по квартире самостоятельно без трости. Выходит на улицу в сопровождении родственников 1–2 раза в неделю, во время прогулок – использует трость. Приготовление пищи и покупку продуктов осуществляют родственники. Прием пищи – 2–3 раза в день. Прием лекарственных препаратов осуществляется под контролем родственников согласно списку. Образование среднее специальное, по профессии – технолог.

Результаты обследования в возрасте 88 лет (2017 г).

Рост 153 см (потеря в росте с молодости 8 см), вес 49 кг, ИМТ = 20,9 кг/м2.

Результат оценки по опроснику «Возраст не помеха» – 4 балла (наличие травм, связанных с падением, снижение памяти и способности планирования, недержание мочи, трудности в передвижении).

Результат краткой батареи тестов физического функционирования, включающий тест на равновесие («стопы вместе», «полутандемное положение» и «тандемное положение» стоп), тест скорости ходьбы и тест 5 подъемов со стула без помощи рук, составил 6 баллов, что свидетельствует о наличии у пациентки синдрома СА.

Далее была проведена комплексная гериатрическая оценка (КГО), включающая оценку физического здоровья, функционального статуса, состояния когнитивных функций, эмоционального состояния и социального статуса (табл. 3).

Таблица 3. Комплексная гериатрическая оценка пациентки Т.

Тест

Результат

Интерпретация

Краткая шкала оценки питания, баллы

22,5/30

Риск развития недостаточности питания

Базовая функциональная активность (индекс Бартел), баллы

90/100

Умеренная зависимость от посторонней помощи

Инструментальная функциональная активность (шкала Лоутона), баллы

4/8

Значительное снижение инструментальной активности

Скорость ходьбы, м/с

0,7

Снижение мобильности и нарушение баланса. Высокий риск падений

Тест «Встань и иди», с

16

Способность удерживать равновесие, с

«стопы вместе» более 10 с

полутандемное положение – 3 с

Кистевая динамометрия, кг

правая рука – 22

левая рука – 16,5

Кистевая мышечная сила на нижней границе нормы

Тест рисования часов, балы

10/10

Умеренное когнитивное расстройство полифункционального неамнестического генеза

Краткая шкала оценки психического статуса, баллы

28/30

Монреальская шкала оценки когнитивных функций, баллы

25/30

Гериатрическая шкала депрессии, баллы

4/15

Низкий риск депрессии

Оценка физического здоровья показала наличие стрессового недержания мочи, 2 эпизода падений за последний год – дома и вне дома – в дневное время, снижение зрения на оба глаза, наличие ортостатической гипотензии, хронического болевого синдрома (боль в области поясничного отдела позвоночника, которая продолжалась более 3 мес, с интенсивностью до 8 баллов по визуально-аналоговой шкале) и наличие риска развития недостаточности питания. Были выявлены трудности при пережевывании пищи, особенно мясной, связанные с плохо подобранными зубными протезами.

Функциональный статус пациентки соответствовал умеренной зависимости от посторонней помощи (требуется помощь при подъеме по лестнице, передвижении вне дома, ведении домашнего хозяйства, приеме лекарств, приготовлении пищи). Снижение скорости ходьбы, нарушение баланса и наличие повторных падений в анамнезе свидетельствовали о высоком риске падений в будущем, риск падений по шкале Морсе также оказался высоким, составив 65 баллов. Результаты тестов для оценки когнитивных функций соответствовали умеренному когнитивному расстройству полифункционального неамнестического генеза в рамках цереброваскулярной болезни. Оценка эмоционального состояния не выявила признаков депрессивного расстройства.

Врачом-гериатром были даны рекомендации по питанию (разнообразное питание с достаточным содержанием белка – не менее 70 г в сутки, использование дополнительного питания в форме сиппинга), питьевому режиму (около 1,5 л в сутки), занятиям с инструктором ЛФК (упражнения для тренировки баланса и мышечной силы), рекомендации по обустройству быта для снижения риска падений, подбору обуви, когнитивному тренингу, рекомендованы консультации окулиста и стоматолога-ортопеда, проведена коррекция лекарственной терапии (отмена торасемида с учетом недержания мочи и наличия ортостатической гипотензии, повышение дозы периндоприла до 10 мг– целевой уровень АД определен на уровне 135–145/70–80 мм рт.ст.).

При обследовании был выявлен выраженный дефицит витамина D3 (25(ОН)D3) (8,9 нг/мл с повышением ПТГ до 78 пг/мл), в связи с чем на первом этапе проведена коррекция приемом масляного раствора колекальциферола 50 000 МЕ 2 раза в неделю в течение 6 нед с поддержанием уровней приемом 15 000 МЕ в неделю, также ежедневно принимались комбинированные препараты карбоната кальция (500 мг) и витамина D3 (200–400 МЕ).

Для оценки возможности продолжения и прогнозирования эффекта от дальнейшей антирезорбтивной терапии проведена оценка маркеров костного метаболизма, уровни которых были низкими: остеокальцин – 8,0 нг/мл (11–43), С-терминальный телопептид коллагена 1 типа (CTX) – 0,01 нг/мл (0,01–0,28), N-терминальный пропептид проколлагена 1 типа (P1NP) – 12,3 нг/мл (15–115).

С учетом проведенного лабораторного и инструментального исследования пациентке был выставлен диагноз: Сенильный остеопороз тяжелого течения с наличием множественных патологических переломов костей скелета. 10-летний риск переломов по FRAX 46%. Дефицит витамина D. Синдром старческой астении.

С учетом полного подавления костного метаболизма, сохранения низкой МПК, значимого снижения СТХ на фоне 11-летнего лечения бисфосфонатами и, несмотря на это, произошедших новых тяжелых низкоэнергетических переломов, эффективность дальнейшего применения антирезорбтивных препаратов была расценена как низкая и пациентке назначен терипаратид 20 мкг ежедневно подкожно.

Первая инъекция препарата была сделана под руководством медсестры, проведено обучение родственников пациентки, и дальнейшие инъекции больная проводила самостоятельно под руководством родственников.

В течение 11 мес на фоне лечения новых переломов не было, при этом пациентка отметила повышение толерантности к физической нагрузке и значимое снижение болевого синдрома в области поясничного отдела позвоночника – до 5 баллов по визуально-аналоговой шкале. Было выполнено оперативное лечение по замене хрусталика левого глаза, подобраны очки и проведена замена зубных протезов. У пациентки повысилась физическая активность: стала ежедневно гулять не менее получаса в день.

При проведении КГО в динамике через год было отмечено небольшое увеличение мобильности (скорость ходьбы 0,8 м/с, тест «Встань и иди» 15 с) и кистевой мышечной силы пациентки (правая рука 24 кг, левая рука 19 кг), а также улучшение статуса питания (пациента набрала 2 кг веса, результат оценки по Краткой шкале питания составил 24/30 баллов). Оценка когнитивных функций не выявила ухудшения. Эмоциональное состояние оставалось стабильным.

Результат рентгенденситометрического исследования после 12 мес лечения терипаратидом представлен на рисунке 2. Принято решение продолжить терапию терипаратидом еще на 6–8 мес с последующим переводом пациентки на антирезорбтивную терапию (деносумаб).

Основными результатами лечения пациентки терипаратидом стало отсутствие новых переломов, уменьшение болей в спине, повышение функционального статуса.

При проведении денситометрии отмечено повышение МПК в позвонках +21% (до –3,1 SD), в бедре +4% (–2,3 SD). Остеокальцин повысился на +580%, существенно увеличились P1NP (+867%) и СТХ +1270%, что отражает активацию костного обмена под действием терипаратида (табл. 2).

ОБСУЖДЕНИЕ

Ведение пациентов с синдромом СА требует особенно тщательного взвешивания риска и пользы, так как зачастую агрессивное лечение, частые госпитализации, проведение избыточных диагностических процедур, массивная лекарственная терапия в ситуациях, не угрожающих жизни, могут привести к превышению риска над пользой таких мероприятий и к снижению функционального статуса и качества жизни пациента.

Оценка гериатрического статуса пожилых пациентов должна быть многосторонней и включать информацию о наличии медицинских проблем, функциональных возможностях, состоянии когнитивных функций, наличии эмоциональных расстройств, а также социальных проблемах пациентов. Всесторонняя оценка важна для составления и организации плана ведения и реабилитационных мероприятий, определения целей долгосрочного медицинского обслуживания, в том числе на завершающем этапе жизни.

Методы обследования, представленные в таблице 4, основаны на доменном гериатрическом подходе, разработаны для рутинного применения в повседневной медицинской практике врачами и медсестрами и не требуют длительного обучения. Выполнения такой доменной оценки при каждом контакте с пациентом не требуется, однако ее следует запланировать как часть ежегодного обследования, а также при наличии клинических показаний. Как минимум в ходе консультации следует выяснить, каковы функциональные возможности пациента, а также оценить состояние его когнитивных функций. Основная цель такой оценки заключается в обнаружении проблем или потребностей пациента, которые могут быть скорректированы. Например, своевременное обнаружение потребности в средствах обеспечения мобильности, диетологическом вмешательстве, выявление когнитивных нарушений или необходимости в поддержке при самообслуживании могут иметь фундаментальное значение для пожилых пациентов и привести к улучшению клинических последствий.

Таблица 4. Компоненты комплексной гериатрической оценки

Домен

Компоненты домена

Инструменты оценки

Физическое здоровье

Хронические заболевания

Данные анамнеза и медицинской документации

Зрение и слух

Тест шепотной речи

Таблица Розенбаума

Ортостатическая гипотония

Ортостатическая проба

Антропометрия

Измерение роста и веса

Статус питания

Индекс массы тела

Краткая шкала оценки питания

Лекарственная терапия

Критерии STOPP/START

Алгоритм «7 шагов»

Шкала антихолинергической нагрузки

Наличие необходимых вакцинаций

Данные анамнеза, амбулаторной карты

Функциональная активность

Базовая функциональная активность

Индекс Бартел

Инструментальная функциональная активность

Шкала Лоутона

Мобильность

Тест «Встань и иди»

Скорость ходьбы

Тест на способность поддерживать равновесие

Краткая батарея тестов физического функционирования

Мышечная сила

Кистевая динамометрия

Психическое здоровье

Когнитивные функции

Тест рисования часов

Мини-Ког

Краткая шкала оценки психического статуса

Монреальская шкала оценки когнитивных функций

Батарея тестов лобной дисфункции

Эмоциональное состояние

Гериатрическая шкала депрессии

Шкала оценки здоровья

Корнельская шкала депрессии

Социально-экономические проблемы

·             Семейный статус, наличие супруга/супруги или партнера

·             Круг общения и социальных контактов

·             Жилищные условия

·             Финансовые возможности

·             Рабочая активность, профессия

·             Образование

·             Возможность заниматься привычной деятельностью – уборка дома, приготовление пищи, покупка продуктов и т.д.

·             Потребность в уходе и предпочтения пациентов, связанные с уходом

·             Потеря близких, стрессы, случившиеся в жизни, психологические проблемы, умение справляться с ними и с психологическими проблемами

·             Злоупотребление алкоголем, наркомания у близких, окружающих пациента людей

·             Религиозность

·             Жестокое обращение

·             Безопасность быта

В приведенном клиническом примере представлена пациентка старческого возраста с синдромом СА и тяжелым остеопорозом, отягощенным множественными патологическими переломами. Немаловажную роль в патогенезе как остеопороза, так и синдрома СА и саркопении играет дефицит витамин D3. Проспективные эпидемиологические исследования показали, что дефицит витамина D3 в пожилом возрасте ассоциирован с когнитивным снижением и повышением риска не только синдрома СА, но и когнитивных нарушений, в том числе и болезни Альцгеймера. Критическим в этом отношении считается снижение содержания витамина D3 ниже 10 нг/мл [8]. Снижение концентрации витамина D3 в пожилом и старческом возрасте происходит вследствие снижения всасываемости кальция в кишечнике, уменьшения поступления его с пищей, замедления его образования в коже из провитамина D3. Наибольшее значение в патогенезе сенильного остеопороза имеет дефицит активных метаболитов витамина D вследствие снижения его синтеза в почках. При сенильном остеопорозе играют определенную роль и различные проявления резистентности к витамину D3 – т.е. дефицит рецепторов 1,25(ОН)2D3. Эти изменения вызывают развитие транзиторной гипокальциемии, отрицательного баланса кальция в организме, что приводит к пролиферации паратиреоцитов и усилению продукции паратиреоидного гормона, что компенсируется резорбцией костной ткани [9]. Дефицит половых гормонов в пожилом возрасте вместе с недостатком активных метаболитов витамина D3 приводит к мышечной слабости, нарушениям нервно-мышечной проводимости, координации движений и развитию когнитивных нарушений [10]. Эти явления способствуют повышению частоты падений у пожилых людей и увеличению риска переломов костей, среди которых наиболее грозными являются переломы проксимальных отделов бедренной кости. В данном клиническом примере у пациентки выявлен выраженный дефицит витамина D3, который был скорректирован приемом холекальциферола до целевых значений.

У пожилых людей a priori риск падений и ассоциированных с ними переломов выше, чем в молодом и среднем возрасте. Поэтому всех пациентов 60 лет и старше рекомендуется опрашивать на предмет падений с травмами или без в течение предшествующих 12 мес, наличия изменений походки и/или способности поддерживать равновесие, страха возможности падения. Врач должен задать пациенту 3 ключевых вопроса:

  1. Были ли у Вас в течение последнего года травмы, связанные с падением, или падения без травм?
  2. Чувствуете ли Вы неустойчивость, когда встаете или идете?
  3. Боитесь ли Вы падения?

Положительный ответ на любой из этих вопросов требует оценки риска падения, которая проводится с помощью опросника самооценки риска падений и шкалы Морсе для оценки риска падений у госпитализированных пациентов (табл. 5–7).

Таблица 5. Шкала оценки риска падений Морсе (Morse Fall Scale)

Категории

Варианты ответов

Количество баллов

Падение в анамнезе

Нет

0

Да

25

Сопутствующие заболевания (≥1 диагноза)

Нет

0

Да

15

Имеет ли пациент вспомогательное средство для перемещения

Постельный режим/помощь медсестры

0

Костыли/палка/ходунки

15

Придерживается при перемещении за мебель

30

Проведения внутривенной терапии (наличие в/в катетера)

Нет

0

Да

20

Функция ходьбы

Норма/постельный режим/обездвижен

0

Слабая

10

Нарушена

20

Оценка пациентом собственных возможностей и ограничений (ментальный/психический статус)

Знает свои ограничения

0

Переоценивает свои возможности или забывает о своих ограничениях

15

 

Итого:

65

Примечание. Ответы пациентки выделены цветом.

Таблица 6. Оценка риска падений

Оценка риска

Баллы

Действия

Нет риска

0

Тщательный основной медицинский уход

Низкий уровень

5–20

Средний уровень

25–45

Внедрение стандартизированных вмешательств для профилактики падений

Высокий уровень

≥46

Внедрение специфических вмешательств, направленных на профилактику падений

Примечание. Ответы пациентки выделены цветом.

Таблица 7. Шкала самооценки риска падений

Обведите Да или Нет для каждого утверждения

Да = 2 балла

Нет = 0 баллов

Я падал(а) в течение последнего года.

Да = 2 балла

Нет = 0 баллов

Я использую (или мне советовали использовать) трость или ходунки для безопасного передвижения.

Да = 1 балл

Нет = 0 баллов

Иногда я чувствую неустойчивость при ходьбе.

Да = 1 балл

Нет = 0 баллов

Я опираюсь на мебель при передвижении по дому

Да = 1 балл

Нет = 0 баллов

Я боюсь упасть.

Да = 1 балл

Нет = 0 баллов

Мне необходимо опираться на руки, чтобы встать со стула.

Да = 1 балл

Нет = 0 баллов

Мне трудно подняться на бордюр.

Да = 1 балл

Нет = 0 баллов

У меня часто возникает потребность срочно посетить туалет для мочеиспускания

Да = 1 балл

Нет = 0 баллов

Мои ноги утратили чувствительность.

Да = 1 балл

Нет = 0 баллов

Я принимаю лекарства, которые вызывают головокружению или заставляют меня чувствовать себя более усталым(ой), чем обычно.

Итого: 10 баллов

4 и более баллов – высокий риск падений

Менее 4 баллов – невысокий риск падений

Примечание. Ответы пациентки выделены цветом.

Также необходимо оценивать и факторы риска падений: снижение зрения и слуха, недержание мочи, когнитивные нарушения, депрессия, снижение мобильности, полипрагмазия, ортопедические проблемы, неправильно подобранные трости и ходунки и т.п. Каждый из выявленных факторов риска и гериатрических синдромов требует коррекции.

Пожилые люди, перенесшие однократное падение, имеют в 2–3 раза более высокую вероятность повторных падений. От 20 до 30% падений приводят к таким повреждениям, как рваные раны, переломы и травмы головного мозга. Около 90% переломов у пожилых людей ассоциировано с падениями. А однажды случившийся перелом у пожилого человека запускает «каскад переломов» или «эффект домино»: после первого перелома вероятность последующего перелома увеличивается в 3 раза, после второго – в 5 раз, а после третьего – в 8 раз. Согласно прогнозам, к 2050 г. частота переломов проксимального отдела бедра во всем мире возрастет на 310% у мужчин и на 240% у женщин. С остеопоротическими переломами связано больше дней госпитализации, чем при других болезнях, таких как рак молочной железы, инфаркт миокарда, сахарный диабет и др. Летальность составляет 20–24% в течение первого года после перелома шейки бедра. При этом количество переломов на фоне проводимой терапии сенильного остеопороза растет с возрастом и зависит от снижения процессов костеобразования в пожилом и старческом возрасте [11].

Наша пациентка вследствие перенесенных множественных переломов испытывала обоснованный страх падений. При этом по данным гериатрического обследования риск падений был высоким. В ходе комплексного подхода к профилактике и лечению синдрома падений и остеопороза проведено обучение самой пациентки и ее родственников, осуществляющих уход и проживающих с ней в квартире, принципам снижения риска падений: правила обустройства квартиры и быта, обеспечение безопасности в ванной комнате, оснащение поручнями коридоров и комнаты пациентки, наличие противоскользящих ковриков и т.п.

Последние несколько лет сопровождались существенными достижениями в диагностике и лечении остеопороза, однако, несмотря на это, масштабы этой проблемы остаются значимыми и катастрофическими как для пациентов и здравоохранения, так и для общества. Широкий выбор антиостеопоротических препаратов у лиц пожилого и старческого возраста зачастую не дает существенных результатов в лечении остеопороза в связи с тем, что принцип действия подавляющего большинства лекарственных средств – подавление остеокласт-опосредованной резорбции костной ткани. В описанном клиническом примере у пациентки имеется классический «каскад переломов»: 7 переломов за 19 лет. В соответствии с последним консенсусом, изданным Международным фондом остеопороза (IOF) [12], неэффективное лечение характеризуется по крайней мере одним из перечисленных ниже пунктов:

  • за время лечения произошли два и более низкоэнергетических перелома, на фоне лечения в двух последовательных измерениях отмечена потеря МПК на 4% в бедре и 5% – в позвонках;
  • не было снижения маркеров костной резорбции на 25% и более для антирезорбтивных препаратов или повышения маркеров костеобразования на более 25% при применении анаболической терапии в сочетании с потерей МПК.

Наличие 4 низкоэнергетических переломов на фоне проводимого лечения остеопороза у данной пациентки указывает на неэффективность лекарственной терапии и диктует необходимость смены класса антиостеопоротического препарата. Применительно к представленной пациентке с учетом низких уровней маркеров костеобразования костноанаболическая терапия терипаратидом является терапией выбора.

Терипаратид представляет собой рекомбинантный человеческий паратгормон (ПТГ 1–34), с ежедневным подкожным способом введения в дозе 20 мкг/сут с помощью предзаполненной шприц-ручки. Периодическое применение паратгормона приводит к увеличению количества и активности остеобластов, что ведет к увеличению костной массы и улучшению скелетной архитектоники как трабекулярной, так и кортикальной костной ткани [13, 14]. Мембраны выстилающих костную поверхность «спящих» остеобластов и стромальных клеток костного мозга экспрессируют на своей поверхности рецепторы к паратгормону, и прерывистое повышение его в крови стимулирует эти клетки через модуляцию уровней цАМФ и цАМФ-зависимой протеинкиназы А. Рецептор к ПТГ также активирует протеинкиназа-С-кальциевый регуляторный путь, стимулирующий пролиферацию мезенхимальных клеток в остеобласты [14]. Точный сигнальный путь, ответственный за анаболический эффект паратгормона, неизвестен, но различные пути его влияния могут определять его дальнейшие анаболические и катаболические эффекты.

Подавление антагониста Wnt-β-катенинового пути, склеростина, является одним из объяснений анаболического действия терипаратида; также вклад в анаболические эффекты терипаратида вносит стимуляция регуляторных путей MAPK (митоген-активируемой протенкиназы), фосфолипазы А и D, влияя таким образом на дифференцировку, пролиферацию и активность остеобластов, стимулирование дифференцировки и активации покоящихся клеток костной выстилки, увеличение продолжительности жизни остеобластов и остеоцитов путем ингибирования их апоптоза [15]. Анаболическое действие терипаратида выражается в повышении минеральной плотности кости на 9,7% в позвонках и 2,8% в шейке бедра после 18 мес терапии, повышении преимущественно маркеров костеобразования, снижении риска возникновения переломов позвонков на 65%, появления новых тяжелых или множественных переломов позвонков на 84–94% и внепозвоночных переломов – на 53% [16].

У данной пациентки проведение ежедневных самостоятельных инъекций терипаратида не составило особых сложностей для нее самой и для ее родственников, что может объясняться удобной формой выпуска терипаратида. Приверженность к лечению была высокой. Уже после 7 мес лечения отмечаются положительное влияние на МПК и риск переломов, выраженные клинические улучшения в виде повышения физической активности, снижения выраженности болевого синдрома, без проявления каких-либо нежелательных явлений. Лабораторно-инструментальные исследования показали активацию костного обмена, прирост минеральной плотности кости. Новых переломов не наблюдалось.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Комплексное гериатрическое ведение пациента с ранее случившимся переломами и профилактика падений и повторных переломов потенциально позволяют сократить расходы на здравоохранение вследствие предотвращения госпитализации, снижения расходов на содержание функционально ограниченного пациента, уменьшение инвалидизации пациентов. Гериатрический подход позволяет активно выявлять и корректировать существующие факторы риска, которые могут быть не учтены ранее, таким образом повышая вероятность благополучного исхода. В отношении медикаментозной терапии остеопороза у лиц пожилого и старческого возраста наиболее благоприятный профиль (соотношение эффективности и безопасности) имеет костноанаболическая терапия. Учитывая патогенетические особенности сенильного остеопороза, важно учитывать не только резорбцию кости, но и снижение ее образования. Терипаратид по механизму действия принципиально отличается от антирезорбтивных препаратов и является анаболическим средством лечения остеопороза даже у пациентов с тяжелым остеопорозом с множественными переломами, получавших ранее длительное лечение антирезорбтивными препаратами.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Согласие пациента. Пациент добровольно подписал информированное согласие на публикацию персональной медицинской информации в обезличенной форме в журнале «Ожирение и метаболизм».

Источник финансирования. Подготовка и публикация рукописи проведены на личные средства авторского коллектива.

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с публикацией настоящей статьи.

Участие авторов. Все авторы внесли значимый вклад в проведение исследования и подготовку статьи, прочли и одобрили финальную версию статьи перед публикацией.

Обмен веществ

Что такое метаболизм, он же обмен веществ? Это процесс химических реакций в организме человека, который состоит из катаболизма и анаболизма. В первом случае происходит расщепление сложных веществ (белки, жиры и углеводы) до простых, а также протекает окисление различных молекул — все это приводит к высвобождению энергии, которая необходима для существования, из калорий еды. Анаболизм же можно охарактеризовать, как синтез тканевых, клеточных, соединительных структур.

Что приводит к нарушению обмена веществ?

Для начала разберемся, что, с медицинской точки зрения, называется нарушением метаболизма. Это неправильная работа связей между биохимическими цепочками — например, замедление, ускорение или полное отсутствие процесса катаболизма или же анаболизма.

К основным причинам, приводящим к сбоям в обмене веществ, относят следующие:

  • Генетические мутацию и врожденные патологии;
  • Неправильное питание: переедание, частые диеты;
  • Перенесенные вирусные болезни;
  • Гормональные нарушения;
  • Паразиты;
  • Стрессы, депрессия;
  • Сидячий образ жизни;
  • Послеродовые нарушения — у женщины сбивается гормональный фон;
  • Возраст;
  • Гормональные контрацептивы;
  • Курение, злоупотребление алкоголем.

Все вышеперечисленные факторы могут спровоцировать серьезные болезни. Среди них сахарный диабет, так как организм человека утрачивает способность усваивать глюкозу. Нередко встречаются поражения сердца и суставов, развитие атеросклероза, избыточная масса тела, проблемы с костями и мышцами, анемия.

Для того чтобы опровергнуть или подтвердить проблемы с обменом веществ, лечащий врач, как правило, назначает целый комплекс обследований. Это общий и биохимический анализы крови и мочи, тест на глюкозу, измерение холестерина в организме человека, КТ, ЭКГ, липидный профиль. Также при необходимости добавляют ультразвуковые исследования органов эндокринной системы.

После того как пациент прошел обязательные обследования, доктор составляет для больного индивидуальный план лечения. Обычно в него входят активный образ жизни, соблюдение режима дня, сбалансированное и полезное питание, витаминные и лекарственные препараты.

Кроме того, любой человек может заняться профилактикой сбоев метаболизма. Для этого необходимо не сидеть на «голодных» диетах, избегать переедания, сладкой и жирной пищи, употреблять продукты, насыщенные витаминами и минералами, тренировать стрессоустойчивость, избавиться от пагубных привычек.

Помните, что профилактикой является и своевременное обращение к специалисту. Если вы обнаружили у себя несколько симптомов нарушения обмена веществ, то не откладывайте визит к врачу в дальний ящик.

Энергетический обмен – катаболизм

Цель урока: изучить процесс энергетического обмена.

Задачи урока:

  1. Угубить и расширить знания об обмене веществ и превращении энергии.
  2. Подвести учащихся к выводу о значении АТФ как универсального аккумулятора энергии в клетке.
  3. Продолжить умение классифицировать и обобщить сложный материал по этапам, по видам, по месту их образования.

Вид урока: урок-презентация.

Тип урока: изучение новой темы.

Оборудование: заготовки таблиц.

Ход урока

1. Организационная часть

(2 мин)

2. Проверка домашнего задания.

Урок начинается с высказывания академика Энгельгардта:

“Рост, размножение, подвижность, способность реагировать на изменения внешней среды-все эти свойства живого в конечном счете неразрывно связаны с определенными химическими превращениями, без которых ни одно из этих проявлений не могло бы существовать”

Какой процесс имел в виду под химическими превращениями?

(Метаболизм)

Действительно, в любом организме, начиная с простейшего и заканчивая нашим организмом происходит этот процесс . Благодаря ему мы двигаемся, читаем, пишем и даже когда мы спим этот процесс не прекращается. И конечно же любое нарушение или прекращение процесса метаболизма приводит к непоправимым последствиям. Подтверждением этому является блокадный Ленинград. В блокаду погибло 800 тыс. ленинградцев, т.к. их организм не получал должного количества питательных веществ (125 гр.в день очень мало для метаболических процессов), нет питательных веществ в клетке – нет энергии в клетках и в конечном счете клетки отмирают и организм тоже. И так метаболизм жизненно важный процесс. Он состоит из двух видов: анаболизма и катаболизма. Анаболизм мы с вами изучили и по пройденной теме проведу фронтальный опрос.

Фронтальный опрос.

  1. Что такое анаболизм? (биологический синтез веществ в клетке)
  2. Из каких этапов формируется анаболизм? (транскрипция и трансляция)
  3. Что такое транскрипция? (переписывание с молекулы ДНК на молекулу и-РНК)
  4. Что является матрицей при транскрипции? (кодирующая цепь ДНК)
  5. Что такое триплет? (комбинация из трех нуклеотидов)
  6. Где находится информация о трех нуклеотидах? (в ядре)
  7. Какие виды РНК существуют? ( и-РНК, т– РНК, р– РНК)
  8. Где происходит транскрипция? (в ядре)
  9. Где происходит трансляция? (в цитоплазме )
  10. Что такое однозначность ген. кода? (один кадон всегда кодирует одну аминокислоту )
  11. Что такое универсальность ген. кода? ( у всех организмов Земли одинаков генетический код )

3. Изучение нового материала.

Прежде чем приступить к изучению новой темы я хочу вам задать вопрос. Какое у вас самочувствие после продолжительных уроков, проведенных в душном помещение?

Почему происходит упадок сил? на этот вопрос ответит сегодняшняя тема: “Энергетический обмен – катаболизм”.

Урок построила в форме урока – презентации.

Записываем тему урока (открываю урок-презентацию). Слайд№1

Какие задачи необходимо нам решить? Слайд №2

Катаболизм – что это такое? Слайд№3

Что является главным источником энергии? Слайд№4

Почему главным, универсальным источником энергии является АТФ?

Ответ находим в тексте учебника стр.124.

Например, при разрыве химической связи неорганических соединений освобождается около 12 кДЖ на 1 моль, а в глюкозе составляет 2800 кДЖ на 1 моль. Т. е. АТФ является наиболее энергоемкой, чем энергия неорганических соединений.

Катаболизм состоит из 3 этапов:

  1. Подготовительный
  2. Бескислородный
  3. Кислородный – слайд №5

Разберем этапы – Слайд№6. Подготовительный.

Где протекает? – в лизосомах и в пищеварительном тракте.

Какие процессы? – расщепление полимеров до мономеров. (Слайд № 7)

Например: белки до аминокислот, жиры до ВЖК и глицерин, углеводы до глюкозы. (Слайд №8)

2 Этап – Бескислородный

Где протекает? – в цитоплазме. (Слайд № 9)

Какие виды расщепления имеются?

3 вида расщепления:

  1. Гликолиз
  2. Спиртовое брожение
  3. Молочно-кислое брожение

(Слайд №10)

Разберем все виды расщепления. При гликолизе образуется 2 молекулы АТФ и ПВК. (Слайд №11) При спиртовом брожении – 2 молекулы АТФ и этиловый спирт. (Слайд №12) При молочно-кислом брожении – 2 молекулы АТФ и молочная кислота. (Слайд №13) Итогом является образование 2 молекул АТФ, которое аккумулируется в митохондрии.

3 Этап – Кислородный.

Где? – в митохондрии. (Слайд №14)

Состоит из 2 этапов: цикл Кребса и окислительное фосфорилирование. (Слайд №15)

Разберем цикл Кребса. (Слайд №16) Кто открыл этот цикл биохимических реакций? Открыл английский биохимик Кребс. Сейчас послушаем небольшое сообщение про этого ученого.

Что образуется?– углекислый газ.

Разберем окислительное фосфорилирование. (Слайд №17)

Что образуется ? – 36 АТФ, вода за счет разности потенциалов. (Слайд № 18)

А что является итогом всего процесса? – (слайд №19)

Образуется 38 АТФ, 6 воды, 6 углекислого газа.

Суммарное уравнение выглядит следующим образом. (Слайд № 20)

Вывод (слайд №20)

Рекомендации (слайд №21)

4. Домашнее задание.

Стр.124-128, таблица.

Презентация

Таблица сравнение анаболизма и катаболизма


Что такое метаболизм? Как анаболизм и катаболизм влияет на массу тела?

Метаболизм — совокупность биохимических процессов, которые протекают в любом живом организме – в том числе в организме человека – и направлены на обеспечение жизнедеятельности. Эти биохимические процессы позволяют нам расти, размножаться, заживлять раны и адаптироваться к меняющимся условиям внешней среды.

Большинство людей использует термин «метаболизм» неправильно, обозначая им либо анаболизм, либо катаболизм.

Слово «метаболизм» происходит от существительного греческого языка «metabole», означающего «перемены», и греческого глагола «metaballein», что в дословном переводе означает «меняться».

Анаболизм и катаболизм

Анаболизмом называют создание материи – последовательность химических реакций, которые строят или синтезируют молекулы из меньших компонентов. Как правило, анаболические реакции сопровождаются потреблением энергии.

Катаболизмом называют разрушение материи – серию реакций химического распада, в ходе которых крупные молекулы расщепляются на меньшие фрагменты. Как правило, процесс протекает с выделением энергии.

Анаболизм

Анаболизм создает материю и потребляет энергию, синтезируя крупные субстанции из небольших компонентов с поглощением энергии в ходе биохимических процессов. Анаболизм, или биосинтез, позволяет организму создавать новые клетки и поддерживать гомеостаз всех тканей.

Организм использует простые молекулы для создания более сложных. Аналогичным образом строитель будет применять простые строительные материалы, например, кирпичи, для возведения здания. Анаболические реакции, протекающие в нашем организме, используют несколько простых веществ и молекул для производства (синтеза) огромного многообразия конечных продуктов. Рост и минерализация костей, набор мышечной массы – примеры анаболизма.

В ходе анаболических процессов из мономеров образуются полимеры. Полимер – это крупная молекула со сложной структурой, состоящая из множества миниатюрных молекул, похожих друг на друга. Эти небольшие молекулы и называют мономерами. Например: аминокислоты, которые являются простыми молекулами (мономерами) в ходе серии анаболических химических реакций образуют протеины, которые являются крупными молекулами со сложной трехмерной структурой (полимер).

К основным анаболическим гормонам относятся:

  • Гормон роста – гормон, синтезируемый в гипофизе. Гормон роста стимулирует секрецию клетками печени гормона соматомедина, который приводит в действие процессы роста.
  • IGF-1 и другие инсулиноподобные факторы роста – гормоны, которые стимулируют образование белка и сульфатов. IGF-1 и IGF-2 участвуют в росте матки и плаценты, а также в начальных стадиях роста плода во время беременности.
  • Инсулин – гормон, синтезируемый β-клетками поджелудочной железы. Он регулирует уровень глюкозы в крови. Клетки не могут утилизировать глюкозу без инсулина.
  • Тестостерон – мужской гормон, который образуется, главным образом, в яичках. Тестостерон определяет развитие вторичных мужских половых признаков, в частности, низкого голоса и бороды. Также он способствует росту мускулатуры и костной массы.
  • Эстроген – женский гормон, который образуется преимущественно в яичниках. Он тоже участвует в укреплении костной ткани и влияет на развитие женских половых признаков, например, молочных желез. Кроме того, эстроген участвует в утолщении внутренней оболочки матки (эндометрий) и других аспектах регуляции менструального цикла.
Катаболизм

Катаболизм разрушает материю и дает нам энергию. В ходе катаболизма крупные молекулярные комплексы распадаются на небольшие молекулы, и этот процесс сопровождается выделением энергии. Катаболизм обеспечивает наше тело энергией, которая необходима для любой физической активности – от клеточного уровня до движений всего тела.

Катаболические химические реакции в живых клетках разрушают крупные полимеры до простых мономеров, из которых они формируются. Например:

  • Полисахариды распадаются на моносахариды. Сложные углеводы, такие как крахмал, гликоген и целлюлоза – это полисахариды. Простые углеводы, в частности, глюкоза, рибоза и фруктоза – это моносахариды.
  • Нуклеиновые кислоты распадаются на нуклеотиды. Нуклеиновые кислоты являются химической основой жизни и наследственности. В них закодирована вся наша генетическая информация; они служат носителями генетической информации. Примеры – РНК (рибонуклеиновая кислота) и ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота). Нуклеиновые кислоты распадаются до пуринов, пиримидинов и пентозы, которая помимо других функций участвует в снабжении нашего организма энергией.
  • Протеины распадаются до аминокислот. Аминокислоты, образовавшиеся в ходе катаболизма, могут использоваться повторно в анаболических реакциях, идти на синтез других аминокислот или превращаться в другие химические соединения. Иногда белковые молекулы распадаются на аминокислоты для синтеза глюкозы, которая поступает в кровь.

Когда мы едим, наш организм разрушает органические соединения. Этот процесс распада сопровождается выделением энергии, которая в организме хранится в химических связях молекул аденозинтрифосфата (АТФ).

К основным катаболическим гормонам относятся:

  • Кортизол – известен также как «гормон стресса», поскольку он участвует в ответной реакции на стресс и тревожность. Гормон продуцируется корой надпочечников, которая является частью надпочечниковой железы. Кортизол повышает артериальное давление и сахар крови, а также подавляет иммунный ответ.
  • Глюкагон – гормон, образующийся в α-клетках поджелудочной железы. Он стимулирует распад гликогена в печени, что ведет к повышению уровня сахара крови. Гликоген – углевод, который запасается в печени и используется в качестве топлива во время физической активности. Когда глюкагон выделяется в кровь, он вынуждает клетки печени разрушать гликоген, и тот поступает в кровоток в виде готового топлива (сахар).
  • Адреналин – гормон, который образуется в мозговом веществе надпочечниковой железы; адреналин также известен как эпинефрин. Адреналин ускоряет сердечный ритм, увеличивает силу сокращений сердечной мышцы и расширяет бронхиолы в легких. Этот гормон – часть реакции «бей или беги», которая в организме людей и животных является ответом на испуг.
  • Цитокины – эти гормоны представляют собой небольшие протеиновые молекулы, которые оказывают специфическое влияние на то, как клетки взаимодействуют между собой, как обмениваются информацией и как себя ведут. Примеры – интерлейкины и лимфокины, которые выделяются при формировании иммунного ответа.

Энергия, хранящаяся в АТФ – это топливо для анаболических реакций. Катаболизм генерирует энергию, которую анаболизм использует для синтеза гормонов, ферментов, сахаров и других субстанций, необходимых для клеточного роста, воспроизведения и регенерации тканей.

Если катаболизм продуцирует больше энергии, чем требуется анаболизму, образуется избыток энергии. Человеческий организм запасает этот избыток энергии в виде жира или гликогена.

Жировая ткань – относительно неактивна по сравнению с мышцами, тканями внутренних органов и другими системами нашего организма. Из-за сравнительно низкой активности жировые клетки для обеспечения жизнедеятельности используют крайне мало энергии в сравнении с другими типами клеток.

Метаболизм и масса тела

Говоря простым языком, масса нашего тела равна результату «катаболизм минус анаболизм». Другими словами, количество энергии, образующейся в нашем организме (катаболизм) минус количество энергии, которую наш организм потребляет (анаболизм).

Избыток энергии аккумулируется в виде жира или гликогена (в виде углеводов энергия хранится преимущественно в печени и мышечной ткани).

При расщеплении одного грамма жира выделяется 9 ккал, а при расщеплении протеина или углеводов – 4 ккал.

Хотя лишний вес чаще всего является результатом накопления организмом энергии в виде жира по причине ее избытка, иногда на метаболизм влияют гормональные нарушения или лежащие в их основе хронические заболевания.

Бытует мнение, что худые люди отличаются «ускоренным обменом веществ», в то время как люди с лишним весом или ожирением страдают от «медленного метаболизма». На самом деле, хронические заболевания, такие как гипотиреоз (низкая активность щитовидной железы), не являются главной причиной ожирения. По данным Государственной Службы Здравоохранения Великобритании, набор веса связан, главным образом, с энергетическим дисбалансом.

Если вы страдаете от лишнего веса или ожирения, целесообразно пройти медицинское обследование и удостовериться в том, что набор массы не вызван эндокринной или соматической патологией.

Кардинально изменить уровень основного обмена – интенсивность метаболизма в состоянии покоя – мы не в силах. Долгосрочные стратегии, такие как набор мышечной массы, могут в конечном итоге дать желаемый результат. Однако определение энергетических потребностей организма с последующей модификацией образа жизни в соответствии с этими потребностями поможет вам намного быстрее уменьшить массу тела.

Энергетические потребности

Масса тела и его композиционный состав. Чем выше масса тела, тем выше потребность в калориях. Верно и то, что люди с высоким соотношением мышц к жировой ткани нуждаются в калориях сильнее, чем лица с аналогичной общей массой, но с меньшим процентом мышечной ткани. Лица с высоким мышечно-жировым соотношением отличаются более высоким уровнем основного обмена, чем люди с аналогичной общей массой, но с меньшим мышечно-жировым соотношением.

Возраст. Когда мы становимся старше, мы сталкиваемся с факторами, которые приводят к сокращению энергетических потребностей. Наша мышечная масса снижается, что приводит к уменьшению мышечно-жирового соотношения. Наш метаболизм постепенно перестраивается, что также влечет за собой уменьшение потребности в калориях.

Перечисленные ниже возрастные факторы сокращают наши энергетические потребности:

  • Гормоны – с возрастом в организме мужчин и женщин образуется меньше тестостерона и эстрогена. Оба гормона участвуют в анаболических процессах, которые потребляют энергию. Синтез человеческого гормона роста, который оказывает колоссальное влияние на анаболические реакции, также уменьшается с возрастом. Когда мы стареем, баланс смещается от анаболических гормонов в сторону катаболических, что резко повышает предрасположенность к набору веса, причем за счет жировой ткани, а не мышц.
  • Менопауза – когда женщины приближаются к периоду менопаузы, падает выработка гормонов, которые заставляют организм сжигать больше энергии. Большинство женщин обнаруживает, что сбросить вес в этот период очень проблематично. Впрочем, эксперты считают, что менопаузальный и постменопаузальный набор веса лишь отчасти вызван гормональными изменениями. Другие возрастные факторы, в частности, снижение физической активности и несбалансированное питание, оказывают на массу тела гораздо большее влияние.
  • Физическая активность – с возрастом люди, как правило, не так активны, как были в молодости. Объясняется это не только более размеренным образом жизни. Большинство людей, которые в молодости зарабатывали тяжелым физическим трудом, после 45 переходят на сидячую работу. Это может быть связано с продвижением по службе, которое имеет место во многих отраслях, например, в армии, полиции, пожарной службе, а также переподготовкой, переходом на принципиально иную работу или ранним выходом на пенсию.
  • Теория накопления отходов жизнедеятельности – когда мы становимся старше, растет число клеток с конечными продуктами жизнедеятельности, что, по всей видимости, негативно сказывается на интенсивности обменных процессов.

Пол. Мужчины обладают более высоким уровнем основного обмена, чем женщины, что объясняется большим процентом мышечной ткани в мужском организме. Это значит, что среднестатистический мужчина сжигает больше калорий, чем среднестатистическая женщина его возраста с аналогичной массой тела.

Как сбросить вес?

Сначала вам следует определить суточную потребность организма в калориях и убедиться в отсутствии хронических заболеваний, которые могут быть причиной прибавки массы тела. После этого вы должны сфокусироваться на трех ключевых факторах, влияющих на потерю веса и последующую стабилизацию идеальной массы вашего тела. Те же факторы влияют и на обмен веществ – это физическая активность, диета (рацион питания) и сон.

Значение сна

Если вы не высыпаетесь, нарушается нейроэндокринный контроль чувства голода и насыщения. Следствием этого становится переедание и снижение чувствительности тканей к инсулину, что в свою очередь повышает риск развития диабета 2 типа. Любой из этих факторов ведет к набору массы тела.

Многочисленные клинические исследования показали, что лишение человека сна нарушает способность организма регулировать пищевое поведение (аппетит) из-за снижения концентрации лептина – гормона, который сообщает нам, что мы съели достаточно.

Ученые, участвовавшие в Интегративном Проекте Здоровья Сердца в Военном Медицинском Центре в Уолтер Рид, пришли к выводу, что существует прямая связь между индексом массы тела (ИМТ) и продолжительностью и качеством сна.

«Когда мы проанализировали имеющиеся данные, разделив участников на «любителей поспать» и «страдающих бессонницей», мы обнаружили, что дефициту сна соответствует более высокий ИМТ – 28,3 кг/м2. Для сравнения ИМТ «любителя поспать» в среднем составлял 24,5 кг/м2. Бессонница также снижала эффективность сна, что проявлялось значительными трудностями при засыпании и частыми пробуждениями», — говорит ведущий исследователь, доктор медицины Арн Элиассон.

Ученые из Университета Бристоля (Англия) пришли к выводу, что если ребенок мало спит, у него повышается риск развития ожирения. Они считают, что дефицит сна может вести к гормональному дисбалансу, из-за которого дети потребляют больше пищи и в целом питаются неправильно.

Исследования также показали, что в организме людей, которые слишком мало спят, повышен уровень грелина. Грелин – это гормон, который синтезируется в желудке и сообщает головному мозгу, что вы голодны.

Сотрудники Колумбийского Университета (Нью-Йорк) пришли к заключению, что недосыпание ведет к снижению толерантности к глюкозе и уменьшению чувствительности к инсулину за счет роста активности симпатической нервной системы, подъема уровня кортизола и уменьшения потребления глюкозы головным мозгом.

Все это резко повышает вероятность набора лишнего веса, а также развития сахарного диабета 2 типа. Те же ученые обнаружили, что у людей, которые спят слишком много (девять часов и более), риск развития диабета тоже повышен.

Ваши шансы набрать лишний вес повышают не только гормональные факторы, связанные с дефицитом сна. Из-за недосыпания вы вряд ли захотите заниматься физкультурой и спортом. Многочисленные эксперименты показали, что люди, которые мало спят, реже придерживаются какой-либо тренировочной программы, и объясняется это тем, что они сильно устают.

Попробуйте следующие меры, которые могут принести вам хороший, полноценный сон:

  • Ложитесь спать в одно и то же время.
  • Наполните вечерние часы отдыхом и расслаблением.
  • Ваша спальня должна быть тихой, темной и немного прохладной.
  • Старайтесь получать 7-8 часов непрерывного сна каждую ночь.
  • Избегайте продуктов и напитков, которые содержат кофеин.
  • Не принимайте обильную пищу непосредственно перед сном. Но и не ложитесь в постель голодным.
  • Не делайте энергичные упражнения в пределах 4 часов до отхода ко сну (некоторые эксперты говорят о шести часах).
  • В выходные дни продолжайте ложиться спать и просыпаться по установленному графику.

Увеличивайте физическую активность

Шестимесячное исследование, проведенное сотрудниками Медицинского Центра Университета Дьюка, изучало влияние тренировок на организмы 53 участников, которые вели малоподвижный образ жизни.

Ученые сфокусировались на 17 биологических показателях, достоверно повышающих риск кардиоваскулярной патологии. Они оценивали объем талии, физическую подготовку, индекс массы тела, уровень холестерина, чувствительность к инсулину и индикаторы метаболического синдрома – предшественника сахарного диабета 2 типа.

В эксперименте оценивалось три уровня физической активности: эквивалент 20 км ходьбы в неделю, 20 км легкой пробежки и 30 км легкой пробежки в неделю. Участники занимались на беговой дорожке, эллипсоидном тренажере или велоэргометрах под наблюдением исследователей.

Ученые не только обнаружили значительные улучшения к концу исследования, но и пришли к выводу, что интенсивность нагрузки не является решающим фактором.

Вот что говорит руководитель исследования, доктор Дженнифер Роббинс: «Если смотреть на группу в целом, мы обнаружили, что общий положительный эффект был достигнут не только в группе с максимальной интенсивностью нагрузки. Людей должен приободрять тот факт, что они не обязаны выдерживать высокоинтенсивные тренировки, чтобы получать пользу от физических упражнений».

Все упражнения можно разделить на три большие категории

Аэробное упражнение

Целью аэробного упражнения является улучшение потребления кислорода организмом. Термин «аэробный» тесно связан с кислородом. Определение аэробный применяется к метаболическим процессам, в ходе которых используется кислород (катаболические процессы).

Большинство аэробных упражнений выполняется со средним уровнем интенсивности в течение длительного периода, в отличие от других категорий упражнений. Аэробная тренировка включает разминку, выполнение основных упражнений в течение не менее 20 минут и финальную заминку. В аэробных упражнениях участвуют, главным образом, большие мышечные группы.

20-минутный бег – аэробное упражнение, а вот спринт на 200 метров – нет. Получасовая игра в бадминтон – аэробная активность, при условии, что движения игроков сравнительно непрерывны. Гольф, с другой стороны, не считается аэробной нагрузкой, поскольку нет постоянного учащения сердцебиения в течение продолжительного периода времени.

Анаэробное упражнение

Целью анаэробного упражнения является развитие силы, мощности и мускулатуры. Мышцы тренируются с высокой интенсивностью в течение короткого отрезка времени. Под коротким отрезком обычно подразумевается не более двух минут.

Термин анаэробный означает «без воздуха». Анаэробные упражнения увеличивают мышечную силу и нашу способность двигаться с резким ускорением. Вы можете представить анаэробные упражнения как короткие и быстрые, или короткие и интенсивные. Анаэробные упражнения включают силовой тренинг, спринт, быстрые и интенсивные прыжки через скакалку и любые другие быстрые последовательности интенсивных движений.

Поскольку в анаэробных упражнениях кислород не используется для генерации энергии, образуется побочный продукт – молочная кислота. Молочная кислота вызывает мышечную усталость, а потому она должна быть выведена во время восстановления, до того как мышца будет подвергнута очередной анаэробной сессии. Во время восстановительного периода кислород используется для «перезагрузки» мышцы – восполнения внутримышечных запасов энергии, которые были израсходованы во время интенсивного упражнения.

Упражнения на развитие координации и равновесия

Упражнения на развитие координации развивают умение человека резко ускоряться и замедляться, менять направление движения и при этом сохранять равновесие. В теннисе, например, упражнения на развитие координации помогают игроку контролировать свою позицию на корте за счет быстрого возвращения после каждого удара.

Ключевой навык в теннисе – умение занимать правильную позицию на корте, из которой вы можете ударить по мячу максимально эффективно. Хорошая координация не только позволяет теннисисту быстрее подойти к мячу и занять оптимальную для удара позицию, но также помогает лучше сгруппироваться в момент удара по мячу.

Вы должны комбинировать два типа упражнений

Чтобы извлечь из тренировок максимум пользы, вы должны комбинировать аэробные и анаэробные упражнения. И вы должны заниматься пять раз в неделю.

Исследователи из Университета Хериот-Уотт в Эдинбурге (Шотландия) пришли к выводу, что даже непродолжительная, но регулярная и интенсивная нагрузка, например, короткая сессия из четырех-шести 30-секундных высокоинтенсивных спринтов на велотренажере раз в два дня, значительно улучшает способность организма утилизировать сахара.

Диета и питание

Учет калорийности рациона

Ежедневный учет количества потребляемых вами калорий очень важен для контроля массы тела, особенно если вы хотите сбросить вес.

Резкое ограничение калорийности рациона

Доказано, что резкое ограничение калорийности рациона неэффективно в долгосрочной перспективе. Экстремальное сокращение калорийности пищи может вынудить организм перестроить метаболизм так, что расходоваться будет намного меньше энергии, а любой источник энергии будет моментально запасаться в жировой ткани. Низкокалорийные диеты часто негативно сказываются на мотивации, что приводит к перееданию после выхода из диеты.

Если только ваша экстремально низкокалорийная диета не разработана квалифицированным диетологом, нутриционистом или профессиональным врачом, велик риск истощения, которое не только вредит здоровью, но и меняет ход обменных процессов таким образом, что достигнуть поставленной цели вам будет еще сложнее.

В США и Великобритании самый высокий процент людей, которые обращаются к этим разрушительным диетам. Если бы они были эффективны, Штаты не были бы мировым лидером по числу лиц с ожирением, а Великобритания не лидировала бы по этому показателю в Европе. Из тех, кто сидел на экстремальных диетах, львиная доля по-прежнему страдает ожирением, и лишь немногим удалось вернуться к нормальной массе тела.

Здоровая диета

Здоровая диета – хорошо сбалансированная диета. Она должна включать:

Продукты из цельного зерна. Цельное зерно, в отличие от хлопьев, все еще содержит отруби и зародыш в первозданном виде. Продукты из цельного зерна богаты клетчаткой, минералами и витаминами. В процессе переработки зерна отруби и зародыш удаляются из продукта.

Цельнозерновые продукты, включая хлеб, макаронные изделия и крупы, должны производиться из 100% цельного зерна. К продуктам и муке из цельного зерна относится 100% цельнозерновая пшеница, нешлифованный рис, гречиха, овсяная крупа, спельта и дикий рис.

Фрукты и овощи. Фрукты и овощи содержат очень много витаминов, минеральных элементов и клетчатки – эти нутриенты как воздух нужны вашему организму для нормальной жизнедеятельности. Многочисленные исследования доказали, что богатый фруктами и овощами рацион может защитить от развития болезней сердца, сахарного диабета 2 типа и даже рака.

Большинство организаций здравоохранения планеты рекомендует нам ежедневно получать пять порций фруктов и овощей. Это могут быть свежие, замороженные, консервированные или высушенные фрукты и овощи. Под порцией следует понимать один большой фрукт, например, яблоко, манго или банан, или три столовых ложки овощей.

Также это может быть стакан 100% фруктового или овощного сока. Заметьте, фруктовый или овощной сок – это одна порция, вне зависимости от ее объема. Бобовые и зернобобовые культуры также можно считать одной порцией.

Протеин. Протеин жизненно необходим для роста и регенерации тканей нашего организма. Богатые протеином продукты содержат еще и незаменимые микроэлементы, например, железо, магний и цинк, плюс витамины группы B. Государственная Служба Здравоохранения Великобритании сообщает, что протеин должен составлять около 20% нашего рациона. Хорошим источником протеина может стать мясо, птица, рыба, яйца, бобы, орехи, кворн (заменитель мяса) и соя (в том числе тофу).

Диетологи настоятельно рекомендуют сливать масло и срезать жир с мяса после приготовления. С птицы необходимо удалять кожу. Не вегетарианцам нутриционисты советуют есть рыбу не реже двух раз в неделю, выбирая по возможности сорта, богатые омега жирами, например, форель, свежий тунец, сардины, скумбрию и лосось. В процессе консервации из тунца удаляются эссенциальные жиры, а потому только свежий тунец считается жирной рыбой. Рыбу и мясо желательно не жарить, а готовить в микроволновке, на гриле или запекать.

Веганам, которые не едят никаких продуктов животного происхождения, можно получать протеин из орехов, семян, сои, бобов и кворна. Дополнительно веганам стоит принимать пищевые добавки с цинком и витамином B12, так как эти продукты содержат их в недостаточном количестве.

Кальций (молочные или растительные продукты). Молочные продукты считаются хорошим источником кальция, который необходим для здоровья костей и зубов. К молочным продуктам относится молоко, йогурты, сыр и некоторые продукты из соевого молока. Диетологи говорят, что мы должны выбирать нежирные молочные продукты. Люди, которые не едят продукты животного происхождения, могут получить кальций из брокколи, белокочанной капусты, соевого молока и йогурта с добавлением кальция.

Жиры и углеводы. Стремитесь к качественным жирам, таким как оливковое масло, авокадо или рыбий жир. Избегайте насыщенных жиров, которые содержатся в сливках, жареных блюдах и мясе. Также держитесь подальше от транс-жиров – жиров, полученных искусственным путем. Старайтесь не добавлять сахар в свои блюда, избегайте сладких газированных напитков. В нашей пище и так достаточно углеводов.

beauty.kolomnaonline.ru

13. Отличия катаболизма от анаболизма:

Отличительный признак

Катаболизм

Анаболизм

1. Энергия

Высвобождается (экзергонический процесс)

Затрачивается (эндергонический процесс)

2. Характер процесса

Окислительный

Восстановительный

3. Локализация в клетке (компартментация метаболических процессов)

Цитоплазма, митохондрии, лизосомы

Цитоплазма клетки, рибосомы, ЭПС, КГ, ядро

4. Обратимость реакций

Практически необратимы

В основном обратимы

Также процессы катаболизма и анаболизма различаются по механизмам регуляции.

Уровни взаимосвязи между ката– и анаболизмом.

1. На уровне источников углерода (субстратов).

Продукты катаболизма – исходные субстраты для продуктов анаболизма. Важнейшие метаболиты, на уровне которых происходит пересечение метаболических путей: глюкозо-6-фосфат, пируват, ацетил-КоА.

2. На уровне восстановленных эквивалентов.

В процессе катаболизма происходит восстановление кофермента, который затем используется для анаболических процессов.

НАДФН – основной донор электронов в восстановительных реакциях биосинтеза. НАДН и ФАДН2 – основные акцепторы и переносчики электронов при окислении «топливных молекул».

3. На энергетическом уровне.

Катаболизм основных пищевых веществ сопровождается высвобождением энергии, которая может аккумулироваться в форме АТФ. При анаболических процессах происходит потребление АТФ с образованием АДФ и неорганического фосфата, используемых в реакциях диссимиляции для нового синтеза АТФ.

14. Макроэргические соединения (греч. makros большой + ergon работа, действие) – соединения, содержащие богатую энергией (макроэргическую) связь, при гидролизе которой изменения свободной энергии системы составляют более 5 ккал/моль.

Все известные М.с. содержат фосфорильную (—РО3Н2) или ацильную группы и могут быть описаны формулой Х—Y, где Х — атом азота, кислорода, серы или углерода, а Y — атом фосфора или углерода. Реакционная способность М.с. связана с повышенным сродством к электрону атома Y, что обусловливает высокую свободную энергию гидролиза макроэргической связи.

Примеры – фосфоенолпируват, 1,3-дифосфоглицерат, креатинфосфат, ацетил-КоА, АТФ, АДФ, пирофосфат.

15. Адениловая система – система адениловых нуклеотидов, которая включает в себя АТФ, АДФ, АМФ, неорганический фосфат и ионы Mg2+.

Роль адениловой системы:

1) играет центральную роль в энергообмене всех клеток

2) благодаря неустойчивости АТФ энергия ее концевой фосфоангидридной связи АТФ может использоваться на синтез фосфорилированных метаболитов, имеющих свободную энергию гидролиза меньше, чем АТФ. Обратное превращение АДФ в АТФ требует энергии.

Основные процессы, использующие энергию гидролиза АТФ:

1. Синтез различных веществ.

2. Активный транспорт (транспорт веществ через мембрану против градиента их концентраций). 30% от общего количества расходуемого АТФ приходится на Na+,К+-АТФазу.

3. Механическое движение (мышечная работа).

16. Реакции и процессы, сопряженные с гидролизом атф, в клетках животных и растений:

1. Клетки скелетных мышц (главная функция – мышечное сокращение) широко используют катаболизм энергосубстратов (анаэробный гликолиз у белых мышечных волокон и окислительное фосфорилирование в красных мышечных волокнах) и запасание выделяющейся энергии в форме АТФ – основного источника энергии для сокращения и расслабления.

2. Кардиомиоциты — постоянно сокращаются и расслабляются, поэтому используют аэробный катаболизм энергосубстратов и интенсивный синтез АТФ, имеют высокую окислительную способность.

3. Гепатоциты– основные структуры обезвреживания веществ и биосинтеза, обеспечивают энергосубстратами мозг, мышцы и другие ткани. Содержат много митохондрий, активно идут процессы микросомного окисления, глюконеогенез, синтез мочевины и кетоновых тел.

4. Нейроны– основная работа – транспорт ионов для генерации ПД. Интенсивный дыхательный обмен, высокая гликолитическая и окислительная способность. Не содержат запасов энергосубстратов, не окисляют жирные кислоты. Основной энергосубстрат – глюкоза.

5. Адипоциты– основное место запасания, мобилизации и синтеза триацилглицеролов. Основной источник глицерол-3-фосфата в процессах синтеза – глюкоза. Пентозофосфатный путь.

6. Клетки почек– выполняют осмотическую работу, активный мембранный транспорт в ходе образования мочи, поддержание кислотно-щелочного баланса. В качестве энергосубстратов используют жирные кислоты, лактат, кетоновые тела. Идет интенсивное образование ионов аммония и глюконеогенез.

7. Эритроциты– транспорт О2 и СО2. Не имеют митохондрий, получают энергию путем анаэробного гликолиза. Синтезируют 2,3-дифосфоглицерат, способствующий высвобождению О2 из гемоглобина в тканях.

studfiles.net

Сравним анаболизм и катаболизм

Сравним анаболизм и катаболизм. 10. Картинка 15 из презентации «Процесс обмена веществ» к урокам биологии на тему «Обмен веществ»

Размеры: 960 х 720 пикселей, формат: jpg. Чтобы бесплатно скачать картинку для урока биологии, щёлкните по изображению правой кнопкой мышки и нажмите «Сохранить изображение как…». Для показа картинок на уроке Вы также можете бесплатно скачать презентацию «Процесс обмена веществ.ppt» целиком со всеми картинками в zip-архиве. Размер архива — 541 КБ.

Скачать презентацию

краткое содержание других презентаций об обмене веществ

«Процесс обмена веществ» — Биосинтез – реакции образования органических веществ в живой клетке. Сущность метаболизма: 4. Метаболизм. 5. Сравнение анаболизма и катаболизма. Катаболизм. 9. Определить биологическое значение метаболизма. Катаболизм, диссимиляция. Сравним анаболизм и катаболизм.

«Обмен веществ в организме» — Расщепление углеводов. Выводы. Какова перспектива украшения блюд? Взаимное превращение веществ в организме. Этапы обмена веществ: Электрическая. Откуда живые организмы берут энергию, необходимую для жизни? Механическая. Энергетический совокупность ферментативных процессов расщепления сложных органических веществ в организме.

«Обмен веществ» — Мы считаем, что существует тесная взаимосвязь веществ и энергии с окружающей средой. Химическая. Исследование а области физики. (Как происходит превращение энергии в организме?). Наши выводы: Энергетический обмен называют катаболизмом (диссимиляцией). Использованная литература. Взаимосвязь энергетического и пластического обменов:

«Обмен веществ растений» — В сочных яблоках находится запас органических веществ. Клод Бернар. Обмен веществ и энергии у растений. Дыхание происходит днем и ночью во всех живых клетках растений. Задача 1. Растения дышат кислородом, а выдыхают углекислый газ. Домашнее задание: Тема урока: Объясните, как произошло образование и накопление органических веществ в яблоке.

«Обмен веществ и энергии» — Обмен веществ и энергии у растений и животных. Обмен веществ и энергии. Назовите основные свойства живого организма? Растения Животные. Как происходит ? 1. Ответьте на вопросы: У растений. Поступление веществ и энергии. Каково значение дыхания? 2. Найдите соответствие между органом и системой органов.

«Вещество и энергия» — Пищевая сеть. Кислород. Лазоревка в период кормления птенцов уничтожает до 250 тыс. гусениц. Теплокровные. Обмен веществ способствует: Неверно! Фотосинтез. Волк. Организм открытая система. Обмен веществ-. Теплопродукция. Заяц. Трава. Пищевые взаимоотношения между растениями и животными. Чтобы быть сильными…

Всего в теме «Обмен веществ» 13 презентаций
Page 2

Выводы: Анаболические и катаболические процессы осуществляются путем последовательных химических реакций с участием ферментов. Анаболизм и катаболизм – противоположные процессы. 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. Совокупность пластического и энергетического обменов, взаимосвязанных между собой и окружающей средой, называют обменом веществ. Обмен веществ или метаболизм – важнейшее условие и необходимый признак жизни. С прекращением обмена веществ прекращается и сама жизнь! 11.

Картинка 16 из презентации «Процесс обмена веществ» к урокам биологии на тему «Обмен веществ»

Размеры: 960 х 720 пикселей, формат: jpg. Чтобы бесплатно скачать картинку для урока биологии, щёлкните по изображению правой кнопкой мышки и нажмите «Сохранить изображение как…». Для показа картинок на уроке Вы также можете бесплатно скачать презентацию «Процесс обмена веществ.ppt» целиком со всеми картинками в zip-архиве. Размер архива — 541 КБ.

Скачать презентацию

краткое содержание других презентаций об обмене веществ

«Обмен веществ растений» — В сочных яблоках находится запас органических веществ. Объясните, как произошло образование и накопление органических веществ в яблоке. Растения дышат кислородом, а выдыхают углекислый газ. Тема урока: Дыхание происходит днем и ночью во всех живых клетках растений. Задача 1. Задача 2. Обмен веществ и энергии у растений.

«Обмен веществ в организме» — Учебные предметы. Физика. Выброс из организма ненужных компонентов преобразований во внешнею среду. Математика. Потребность организма в питательных веществах. Обмен веществ. Расщепление белков. Расщепление жиров. Поступление питательных веществ и энергии из внешней среды. Обмен веществ в организме. Тепловая.

«Обмен веществ и энергии» — Какие вещества поступают в организм из окружающей среды? Проговорить друг другу ответы на вопросы, поставить баллы. Обмен веществ растений и животных. Обмен веществ -. Простые вещества + энергия солнца. Обмен веществ и энергии. Фотосинтез = органические вещества + кислород. Расщепление ? простые + энергия Синтез органических веществ (нужных организму).

«Обмен веществ» — Тепловая. Наши выводы: Обмен веществ : определение и этапы обмена веществ. Электрическая. Энергетический обмен называют катаболизмом (диссимиляцией). Использованная литература. Исследование а области физики. (Как происходит превращение энергии в организме?). Гипотеза: Прекращение обмена веществ и энергии с окружающей средой означает смерть организма.

«Процесс обмена веществ» — 9. Метаболизм – основа существования живых организмов. Сравнить анаболизм и катаболизм. Обмен веществ. 3. Анаболизм, ассимиляция. Анаболизм. Сравним анаболизм и катаболизм. 6.

«Вещество и энергия» — Пищевые взаимоотношения между растениями и животными. Молодец! Задачи обмена веществ. Теплокровные. Жиры. Но почему-то нет молока. Чем живое отличается от неживого? Какая связь существует между: Обмен веществ и энергии. Биология 6 класс. Белки. Углеводы. Лазоревка в период кормления птенцов уничтожает до 250 тыс. гусениц.

Всего в теме «Обмен веществ» 13 презентаций

900igr.net

Метаболизм. Катаболизм. Анаболизм. Стадии. Сравнительная таблица катаболизма и анаболизма

Отличительный признак

Катаболизм

Анаболизм

1. Энергия

Высвобождается (экзергонический процесс)

Затрачивается (эндергонический процесс)

2. Характер процесса

Окислительный

Восстановительный

3. Локализация в клетке (компартментация метаболических процессов)

Цитоплазма, митохондрии, лизосомы

Цитоплазма клетки, рибосомы, ЭПС, КГ, ядро

4. Обратимость реакций

Практически необратимы

В основном обратимы

Также процессы катаболизма и анаболизма различаются по механизмам регуляции.

Уровни взаимосвязи между ката– и анаболизмом.

1. На уровне источников углерода (субстратов).

Продукты катаболизма – исходные субстраты для продуктов анаболизма. Важнейшие метаболиты, на уровне которых происходит пересечение метаболических путей: глюкозо-6-фосфат, пируват, ацетил-КоА.

2. На уровне восстановленных эквивалентов.

В процессе катаболизма происходит восстановление кофермента, который затем используется для анаболических процессов.

НАДФН – основной донор электронов в восстановительных реакциях биосинтеза. НАДН и ФАДН2 – основные акцепторы и переносчики электронов при окислении «топливных молекул».

3. На энергетическом уровне.

Катаболизм основных пищевых веществ сопровождается высвобождением энергии, которая может аккумулироваться в форме АТФ. При анаболических процессах происходит потребление АТФ с образованием АДФ и неорганического фосфата, используемых в реакциях диссимиляции для нового синтеза АТФ.

14. Макроэргические соединения (греч. makros большой + ergon работа, действие) – соединения, содержащие богатую энергией (макроэргическую) связь, при гидролизе которой изменения свободной энергии системы составляют более 5 ккал/моль.

Все известные М.с. содержат фосфорильную (—РО3Н2) или ацильную группы и могут быть описаны формулой Х—Y, где Х — атом азота, кислорода, серы или углерода, а Y — атом фосфора или углерода. Реакционная способность М.с. связана с повышенным сродством к электрону атома Y, что обусловливает высокую свободную энергию гидролиза макроэргической связи.

Примеры – фосфоенолпируват, 1,3-дифосфоглицерат, креатинфосфат, ацетил-КоА, АТФ, АДФ, пирофосфат.

15. Адениловая система – система адениловых нуклеотидов, которая включает в себя АТФ, АДФ, АМФ, неорганический фосфат и ионы Mg2+.

Роль адениловой системы:

1) играет центральную роль в энергообмене всех клеток

2) благодаря неустойчивости АТФ энергия ее концевой фосфоангидридной связи АТФ может использоваться на синтез фосфорилированных метаболитов, имеющих свободную энергию гидролиза меньше, чем АТФ. Обратное превращение АДФ в АТФ требует энергии.

Основные процессы, использующие энергию гидролиза АТФ:

1. Синтез различных веществ.

2. Активный транспорт (транспорт веществ через мембрану против градиента их концентраций). 30% от общего количества расходуемого АТФ приходится на Na+,К+-АТФазу.

3. Механическое движение (мышечная работа).

16. Реакции и процессы, сопряженные с гидролизом атф, в клетках животных и растений:

1. Клетки скелетных мышц (главная функция – мышечное сокращение) широко используют катаболизм энергосубстратов (анаэробный гликолиз у белых мышечных волокон и окислительное фосфорилирование в красных мышечных волокнах) и запасание выделяющейся энергии в форме АТФ – основного источника энергии для сокращения и расслабления.

2. Кардиомиоциты — постоянно сокращаются и расслабляются, поэтому используют аэробный катаболизм энергосубстратов и интенсивный синтез АТФ, имеют высокую окислительную способность.

3. Гепатоциты– основные структуры обезвреживания веществ и биосинтеза, обеспечивают энергосубстратами мозг, мышцы и другие ткани. Содержат много митохондрий, активно идут процессы микросомного окисления, глюконеогенез, синтез мочевины и кетоновых тел.

4. Нейроны– основная работа – транспорт ионов для генерации ПД. Интенсивный дыхательный обмен, высокая гликолитическая и окислительная способность. Не содержат запасов энергосубстратов, не окисляют жирные кислоты. Основной энергосубстрат – глюкоза.

5. Адипоциты– основное место запасания, мобилизации и синтеза триацилглицеролов. Основной источник глицерол-3-фосфата в процессах синтеза – глюкоза. Пентозофосфатный путь.

6. Клетки почек– выполняют осмотическую работу, активный мембранный транспорт в ходе образования мочи, поддержание кислотно-щелочного баланса. В качестве энергосубстратов используют жирные кислоты, лактат, кетоновые тела. Идет интенсивное образование ионов аммония и глюконеогенез.

7. Эритроциты– транспорт О2 и СО2. Не имеют митохондрий, получают энергию путем анаэробного гликолиза. Синтезируют 2,3-дифосфоглицерат, способствующий высвобождению О2 из гемоглобина в тканях.

studfiles.net

13. Отличия катаболизма от анаболизма:

Отличительный признак

Катаболизм

Анаболизм

1. Энергия

Высвобождается (экзергонический процесс)

Затрачивается (эндергонический процесс)

2. Характер процесса

Окислительный

Восстановительный

3. Локализация в клетке (компартментация метаболических процессов)

Цитоплазма, митохондрии, лизосомы

Цитоплазма клетки, рибосомы, ЭПС, КГ, ядро

4. Обратимость реакций

Практически необратимы

В основном обратимы

Также процессы катаболизма и анаболизма различаются по механизмам регуляции.

Уровни взаимосвязи между ката– и анаболизмом.

1. На уровне источников углерода (субстратов).

Продукты катаболизма – исходные субстраты для продуктов анаболизма. Важнейшие метаболиты, на уровне которых происходит пересечение метаболических путей: глюкозо-6-фосфат, пируват, ацетил-КоА.

2. На уровне восстановленных эквивалентов.

В процессе катаболизма происходит восстановление кофермента, который затем используется для анаболических процессов.

НАДФН – основной донор электронов в восстановительных реакциях биосинтеза. НАДН и ФАДН2 – основные акцепторы и переносчики электронов при окислении «топливных молекул».

3. На энергетическом уровне.

Катаболизм основных пищевых веществ сопровождается высвобождением энергии, которая может аккумулироваться в форме АТФ. При анаболических процессах происходит потребление АТФ с образованием АДФ и неорганического фосфата, используемых в реакциях диссимиляции для нового синтеза АТФ.

14. Макроэргические соединения (греч. makros большой + ergon работа, действие) – соединения, содержащие богатую энергией (макроэргическую) связь, при гидролизе которой изменения свободной энергии системы составляют более 5 ккал/моль.

Все известные М.с. содержат фосфорильную (—РО3Н2) или ацильную группы и могут быть описаны формулой Х—Y, где Х — атом азота, кислорода, серы или углерода, а Y — атом фосфора или углерода. Реакционная способность М.с. связана с повышенным сродством к электрону атома Y, что обусловливает высокую свободную энергию гидролиза макроэргической связи.

Примеры – фосфоенолпируват, 1,3-дифосфоглицерат, креатинфосфат, ацетил-КоА, АТФ, АДФ, пирофосфат.

15. Адениловая система – система адениловых нуклеотидов, которая включает в себя АТФ, АДФ, АМФ, неорганический фосфат и ионы Mg2+.

Роль адениловой системы:

1) играет центральную роль в энергообмене всех клеток

2) благодаря неустойчивости АТФ энергия ее концевой фосфоангидридной связи АТФ может использоваться на синтез фосфорилированных метаболитов, имеющих свободную энергию гидролиза меньше, чем АТФ. Обратное превращение АДФ в АТФ требует энергии.

Основные процессы, использующие энергию гидролиза АТФ:

1. Синтез различных веществ.

2. Активный транспорт (транспорт веществ через мембрану против градиента их концентраций). 30% от общего количества расходуемого АТФ приходится на Na+,К+-АТФазу.

3. Механическое движение (мышечная работа).

16. Реакции и процессы, сопряженные с гидролизом атф, в клетках животных и растений:

1. Клетки скелетных мышц (главная функция – мышечное сокращение) широко используют катаболизм энергосубстратов (анаэробный гликолиз у белых мышечных волокон и окислительное фосфорилирование в красных мышечных волокнах) и запасание выделяющейся энергии в форме АТФ – основного источника энергии для сокращения и расслабления.

2. Кардиомиоциты — постоянно сокращаются и расслабляются, поэтому используют аэробный катаболизм энергосубстратов и интенсивный синтез АТФ, имеют высокую окислительную способность.

3. Гепатоциты– основные структуры обезвреживания веществ и биосинтеза, обеспечивают энергосубстратами мозг, мышцы и другие ткани. Содержат много митохондрий, активно идут процессы микросомного окисления, глюконеогенез, синтез мочевины и кетоновых тел.

4. Нейроны– основная работа – транспорт ионов для генерации ПД. Интенсивный дыхательный обмен, высокая гликолитическая и окислительная способность. Не содержат запасов энергосубстратов, не окисляют жирные кислоты. Основной энергосубстрат – глюкоза.

5. Адипоциты– основное место запасания, мобилизации и синтеза триацилглицеролов. Основной источник глицерол-3-фосфата в процессах синтеза – глюкоза. Пентозофосфатный путь.

6. Клетки почек– выполняют осмотическую работу, активный мембранный транспорт в ходе образования мочи, поддержание кислотно-щелочного баланса. В качестве энергосубстратов используют жирные кислоты, лактат, кетоновые тела. Идет интенсивное образование ионов аммония и глюконеогенез.

7. Эритроциты– транспорт О2 и СО2. Не имеют митохондрий, получают энергию путем анаэробного гликолиза. Синтезируют 2,3-дифосфоглицерат, способствующий высвобождению О2 из гемоглобина в тканях.

studfiles.net

Анаболизм и катаболизм

Основными метаболическими процессами являются анаболизм (ассимиляция) и катаболизм (диссимиляция).[ …]

Анаболизм, или ассимиляция (от лат. азвшй ш — уподобление), представляет собой эндотермический процесс уподобления поступающих в клетку веществ веществам самой клетки. Она является «созидательным» метаболизмом.[ …]

Важнейшим моментом ассимиляции является синтез белков и нуклеиновых кислот. Частным случаем анаболизма является фотосинтез, который представляет собой биологический процесс, при котором органическое вещество синтезируется из воды, двуокиси углерода и неорганических солей под влиянием лучистой энергии Солнца. Фотосинтез в зеленых растениях является автотрофным типом обмена.[ …]

В соответствии с первым законом термодинамики (законом сохранения энергии) энергия на протяжении химических и физических процессов не создается, не исчезает, а просто переходит из одной формы в другую, пригодную в той или иной мере для выполнения работы, т. е. использование энергии для выполнения какой-либо работы или переход энергии из одной формы в другую не сопровождается изменением (уменьшением или увеличением) общего количества энергии. Имея в виду глобальные категории, можно сказать, что вопреки любым физическим или химическим изменениям во Вселенной, количество энергии в ней останется неизменным.[ …]

В соответствии со вторым законом термодинамики физические и химические процессы протекают в направлении необратимого перехода полезной энергии в хаотическую, неупорядоченную форму и установления равновесия между упорядоченным состоянием и хаотическим, неупорядоченным. По мере приближения к установлению равновесия между упорядоченностью и неупорядоченностью и к остановке процесса происходит уменьшение свободной энергии, т. е. той порции общей (полезной) энергии, которая способна производить работу при постоянной температуре и постоянном давлении. Когда количество свободной энергии уменьшается, то повышается та часть общей внутренней энергии системы, которая является мерой степени случайности и неупорядоченности (дезорганизации) и называется энтропией. Другими словами, энтропия есть мера необратимого перехода полезной энергии в неупорядоченную форму. Таким образом, естественная тенденция любой системы направлена на повышение энтропии и уменьшение свободной энергии, которая является самой полезной термодинамической функцией. Живые организмы являются высокоупорядоченными системами. Для них характерно содержание очень большого количества информации, но они бедны эн-, тропией.[ …]

Для живых существ первичным источником энергии является солнечная радиация, в частности видимый свет, который состоит из электромагнитных волн, встречающихся в виде дискретных единиц, называемых фотонами или квантами света. В живом мире одни живые существа способны улавливать световую энергию, другие получают энергию в результате окисления пищевых веществ.[ …]

Энергия видимого света улавливается зелеными растениями в процессе фотосинтеза, который осуществляется в хлоропластах их клеток. Благодаря фотосинтезу живые существа создают упорядоченность из неупорядоченности, а световая энергия превращается в химическую энергию, запасаемую в углеводах, являющихся продуктами фотосинтеза. Таким образом, фотосинтезирующие организмы извлекают свободную энергию из солнечного света. В результате этого клетки зеленых растении обладают высоким содержанием свободной энергии.[ …]

Получение энергии в результате окисления неорганических веществ происходит при хемосинтезе.[ …]

Организм — открытая саморегулирующая система, она поддерживает и реплицирует себя посредством использования энергии, заключенной в пище, либо генерируемой Солнцем. Непрерывно поглощая энергию и вещества, жизнь не «стремится» к равновесию между упорядоченностью и неупорядоченностью, между высокой молекулярной оранизацией и дезорганизацией. Напротив, для живых существ характерна упорядоченность как в их структуре и функциях, так и в превращении и использовании энергии. Таким образом, сохраняя внутреннюю упорядоченность, но получая свободную энергию с солнечным светом или пищей, живые оранизмы возвращают в среду эквивалентное количество энергии, но в менее полезной форме, в основном в виде тепла, которое, рассеиваясь, уходит во Вселенную.[ …]

Процессы обмена веществ и энергии подвержены регуляции, причем существует множество регулирующих механизмов. Главнейшим механизмом регуляции метаболизма является контроль количества ферментов. К числу регулирующих механизмов относят также контроль скорости расщепления субстрата ферментами, а также контроль каталитической активности ферментов. Метаболизм подвержен так называемому обратному аллостерическому контролю, заключающемуся в том, что во многих биосинтетических путях первая реакция может быть ингибирована (подавлена) конечным продуктом. Можно сказать, что такое ингибирование происходит по принципу обратной связи. В регуляции обмена веществ и энергии имеет значение и то, что метаболические пути синтеза и распада почти всегда разобщены, причем у эукариотов это разобщение усиливается компартментализацией клеток. Например, местом окисления жирных кислот в клетках являются митохондрии, тогда как их синтез происходит в цитозоле. Многие реакции метаболизма подвержены некоторой регуляции со стороны так называемого энергетического статуса клетки, показателем которого является энергетический заряд, определяемый суммой молярных фракций АТФ и АДФ. Энергетический заряд в клетке всегда постоянен. Синтез АТФ ингибируется высоким зарядом, тогда как использование АТФ стимулируется таким же зарядом.[ …]

Вернуться к оглавлению

ru-ecology.info

Анаболизм и катаболизм в бодибилдинге

В организме человека непрерывно происходят два вида процессов: анаболические и катаболические.

Анаболические процессы (анаболизм) представляют собой образование новых структур и веществ в организме, обновление и рост тканей, в том числе  мышечной. Анаболические процессы протекают в состоянии покоя и под воздействием различных веществ, обладающих анаболической активностью:

Катаболические процессы (катаболизм) представляют собой процесс, обратный анаболическому – разрушение веществ и структур, в том числе мышечной ткани.

Катаболизм необходим для экстренного восполнения организмом необходимых ему веществ. Применительно к бодибилдингу, катаболические процессы приводят к разрушению мышц, то есть происходит расщепление белковой (мышечной) ткани до уровня усваиваемых аминокислот. Катаболизм может быть вызван следующими факторами:

  • Стресс;
  • Утомление;
  • Физические нагрузки;
  • Голод;
  • Другие факторы.

Основной катаболический гормон – кортизол.  Он отвечает за разрушение мышц, способствует накоплению жировой массы, а также повышению уровня глюкозы в крови.

Задача кортизола – активизация питательных веществ, при этом белки (мышечная ткань) расщепляются до аминокислот, а гликоген – до глюкозы.

Основной задачей бодибилдинга является обеспечение положительного баланса между анаболическими и катаболическими процессами, то есть анаболизм должен превосходить катаболизм. Положительная разница между двумя этими процессами и заставляет мышцы расти —  чем больше эта разница, тем активнее мышечный рост.

Исходя из данных принципов, строится весь режим атлета, основанный на питании, грамотной тренировочной программе, оптимальной продолжительности отдыха и приеме пищевых добавок.

Оцените полезность статьи: Загрузка…

www.iron-health.ru

АНАБОЛИЗМ+КАТАБОЛИЗМ=МЕТАБОЛИЗМ Многие наверняк…

АНАБОЛИЗМ+КАТАБОЛИЗМ=МЕТАБОЛИЗМ

Многие наверняка слышали такие понятия как анаболизм, катаболизм и метаболизм. Но не каждый может правильно объяснить, что означают эти биологические термины. Тем не менее, слова употребляются не только в разговорах о медицине, но и когда речь идет о занятиях спортом. Пора выяснить всю правду о жизненно-важных процессах организма, а именно о взаимодействии анаболизма и катаболизма.

АНАБОЛИЗМ

Анаболизм представляет собой совокупность химических процессов, проходящих в организме, которые составляют одну из сторон обмена веществ и направлены на образование новых тканей и клеток. Примером анаболизма является синтез белков и гормонов, накопление жиров и создание мышечных волокон.

Некоторые ошибочно полагают, что в процессе анаболизма идет наращивание мышечной массы. На самом деле это также синтез гликогенов, что приводит к накоплению жировых отложений. Чтобы этого избежать, организму нужен запас энергии, которая поступает с пищей. Поэтому спортсменам, которые желают в короткие сроки увеличить свою мышечную массу, следует включить в рацион белок и позаботиться о достаточном количестве поступающих калорий.

Усилить процесс анаболизма в организме можно одним из следующих методов.

Белковая пища. Если увеличить в своем рационе количество протеина, то появится больше «материала для строительства» клеток и мышечных тканей. Однако следует отметить, что белок не будет приносить пользу в сочетании с низкокалорийной пищей, так как в этом случае в организме не будет хватать энергетических запасов. Поэтому меню спортсмена должно быть максимально сбалансировано с учетом регулярности, степени и количества физических нагрузок.

Уменьшение катаболизма. Один из самых непростых методов, хотя на первый взгляд может показаться довольно простым. Для того чтобы снизить катаболические процессы в организме и повысить анаболизм, необходимо много спать, вести здоровый образ жизни, соблюдать правильный режим питания, избегать переутомления и стрессовых ситуаций, а также тренироваться не на износ организма, а по мере своих сил.

КАТАБОЛИЗМ

Процесс катаболизма является противоположностью анаболизма. Если в первом случае идет создание новых клеток и мышечных волокон, то данное понятие означает расщепление сложных веществ до более простых, а также распад старых частей и окисление веществ.

Интенсивность процессов катаболизма регулируется гормонами. Так, например, некоторые из них (глюкокортикоиды) повышают разложение белков и аминокислот, но препятствуют образованию глюкозы, а другие (инсулин), напротив, ускоряют катаболизм глюкозы, но тормозят расщепление белков. Кроме того, повышает данный процесс гормон адреналин, а в свою очередь тестостерон отвечает на преобладание анаболизма в обмене веществ в организме.

Не стоит рассматривать катаболические процессы с негативной точки зрения. Многие спортсмены полагают, что из-за катаболизма они теряют и с трудом наращивают мышечную массу. На самом деле в процессе расщепления веществ организм получает энергию, без которой не было бы сил для тренировок. Кроме того, в процессе разложения сложных веществ на простые, происходит уменьшение количества липидов (отложений жиров).

МЕТАБОЛИЗМ

Понять, что означает данный термин можно наглядным примером одной простой формулы: «Анаболизм + Катаболизм = Метаболизм». Процессы распада взаимодействуют с процессами обновления и в совокупности составляют обмен веществ, который и называется метаболизмом. Если каждая из сторон выполняет свои функции без сбоев и нарушений, то является залогом здоровья организма.

Скорость метаболических процессов по расщеплению углеводов и жиров зависит от следующих факторов:

Пол: согласно исследованиям ученых у мужчин метаболизм протекает интенсивнее на 10-20% по сравнению с женским организмом.Возраст: после 25 лет скорость метаболических процессов снижается на 2-3% каждые 10 лет.Вес: чем выше масса мышц, внутренних органов и костей и имеется минимальное количество жировых отложений, тем быстрее происходит процесс метаболизма в организме.Физические нагрузки: при регулярных занятиях спортом происходит рост скорости метаболизма — на 20-30% в течение первых двух часов после тренировки и на 5% в течение суток. 

Таким образом, анаболизм и катаболизм являются противоположными друг другу понятиями, но взаимодействуя между собой, они являются двумя основными частями единого процесса — метаболизма.

Сбалансированное сочетание процессов анаболизма и катаболизма является залогом правильного обмена веществ и здоровья всего организма.

Источник: http://vk.com/wall-33049742_194667

health-diet.ru

Лекция — Анаболизм и катаболизм

Обмен веществ состоит из двух противоположных, одновременно протекающих процессов. Первый — анаболизм — объединяет все реакции, связанные с синтезом необходимых веществ, их усвоением и использованием для роста, развития и жизнедеятельности организма. Второй — катаболизм — включает реакции, связанные с распадом веществ, их окислением и выведением из организма продуктов распада. Главным образом через реакции анаболизма протекает процесс ассимиляции (усвоения) питательных веществ, а реакции катаболизма составляют основу диссимиляции — освобождения организма от веществ, его составляющих.

Анаболизм – обеспечивает рост, развитие, обновление биологических структур, а также накопление энергии. Анаболизм заключается в химической модификации и перестройке поступающих с пищей молекул в другие более сложные биологические молекулы.

Катаболизм – обеспечивает извлечение химической энергии из содержащихся в пище молекул и использование этой энергии на обеспечение необходимых функций.

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

Возрастные особенности:

Основные этапы обмена веществ у детей с момента рождения до формирования взрослого организма имеет ряд своих особенностей. При этом меняются количественные характеристики, происходит качественная перестройка обменных процессов. У детей, в отличие от взрослых, значительная часть энергии расходуется на рост и пластические процессы, которые наиболее велики у новорожденных и детей раннего возраста.

Анаболические процессы резко активизируются у плода в последние недели беременности. Сразу после рождения происходит активная адаптация метаболизма к переходу на дыхание атмосферным кислородом. У грудного ребенка и в первые годы жизни наблюдается максимальная интенсивность обмена веществ и энергии, а затем отмечается некоторое снижение показателей основного обмена.

Основной обмен веществ у детей меняется в зависимости от возраста ребенка и типа питания. По сравнению с первыми днями жизни, к полутора годам обмен веществ увеличивается более чем вдвое.

Со второй недели жизни ребенка белковый обмен характеризуется положительным азотистым балансом и повышенной потребностью в белке. Ребенку требуется в 4-7 раз больше аминокислот, чем взрослому. У ребенка также имеется большая потребность в углеводах. За их счет главным образом покрываются калорийные потребности. Углеводный обмен тесным образом связан с белковым. Энергия реакций углеводного обмена требуется для полного использования жира. Жир составляет 1/8 части тела ребенка и является носителем энергии, способствует усвоению жирорастворимых витаминов, защищает организм от охлаждения, является структурной частью многих тканей. Отдельные ненасыщенные жирные кислоты необходимы для роста и нормальных функций кожи.

У детей имеется физиологическая тенденция к кетозу, в возникновении которого могут играть роль незначительные запасы гликогена. Содержание воды в тканях ребенка высокое и составляет у грудных детей 3/4 веса и с возрастом уменьшается.

К периоду полового созревания расход энергии на основной обмен уменьшается на 300 ккал/куб.м. При этом у мальчиков энергетические затраты на основной обмен в пересчете на один килограмм веса выше, чем у девочек. С ростом увеличиваются расходы энергии на мышечную деятельность.

Наступает новая перестройка метаболизма, происходящая под влиянием половых гормонов.

Отмечается так называемый пубертатный скачок роста, обусловленный действием половых гормонов. Гормон роста не играет существенной роли в процессе пубертатного ускорения роста, во всяком случае его концентрация в крови в этот период не повышается. Несомненное стимулирующее влияние на метаболизм в пубертатном периоде оказывает активация функций щитовидной железы. Допускают также, что в период полового созревания снижается интенсивность липолитических процессов.

Регуляция гомеостаза становится наиболее устойчивой в подростковом возрасте, поэтому тяжелых клинических синдромов, связанных с нарушением регуляции обмена, ионного состава жидкостей тела, кислотно-щелочного равновесия, в этом возрасте почти не встречается.

Жизнедеятельность организма при низких температурах требует высокого энергообеспечения. В связи с этим возрастает роль диеты, богатой жирами и белками. Энергетическая роль углеводов при этом снижена. Существенное значение в питании приобретают витамины А и Е, участвующие в жировом обмене.

Существование в экстремальных условиях Севера формирует полярный метаболический тип. Он характеризуется сложными изменениями всех видов обмена веществ. При этом ведущую роль играет переключение энергетического обмена с углеводного типа на жировой.

В высоких широтах у людей возникает дефицит водорастворимых витаминов В1, В2, В6, С, PP. Одной из его причин является недостаток микроэлементов, в частности магния, участвующего во всасывании водорастворимых витаминов. В свою очередь, дефицит микроэлементов связан с усиленным выделением мочи – так называемым холодовым диурезом, который наблюдается при адаптации к Северу. Потеря воды и микроэлементов обусловлена эндокринными сдвигами в гипоталамусе и надпочечниках. Исчезновение холодового диуреза служит одним из показателей развития адаптации к низким температурам.

www.ronl.ru

Метаболизм. Катаболизм. Анаболизм. Стадии. — Alexmed.info

— совокупность многочисленных химических реакций, протекающих в организмах, благодаря которым осуществляется их рост, жизнедеятельность, воспроизводство, постоянный контакт и обмен с окружающей средой. Главная его задача — обеспечить живые системы энергией за счет окисления пищевых веществ. Кроме того, их молекулы используются в качестве исходного «сырья» для создания жизненно необходимых компонентов клетки. Ненужные организму структуры преобразуются в основном в хорошо растворимые в воде соединения, которые могут быть легко выведены (с мочой, калом, потом, слюной, выдыхаемым воздухом). Метаболизм любых отдельно взятых веществ (углеводов, липидов, нуклеотидов и т.д.) складывается из двух фаз: анаболической и катаболической.

Анаболизм

(anabole – подъем) – синтез соединений из более простых молекул, причем его этапы протекают с затратой энергии и восстановительных эквивалентов. Реже эта фаза для вещества ограничивается лишь поступлением его в клетку из внешней среды (незаменимые аминокислоты).

Катаболизм

(katabole – сбрасывание вниз, спуск) представляет комплекс химических реакций распада соединений. Для некоторых эта фаза метаболизма включает только их выведение из организма (билирубин, холестерин). Интересно, что многие стадии катаболизма представляют из себя окисление, сопровождающееся выделением свободной энергии и запасанием ее в виде макроэргических веществ и использованием в различных процессах жизнедеятельности.

Благодаря локализации ферментов разных фаз метаболизма в специфических компартментах (отсеках, органеллах) клеток противоположно направленные процессы протекают одновременно, причем многие из них взаимосвязаны: продукты катаболизма часто служат субстратами в этапах синтеза, а энергия, высвобождающаяся при распаде, необходима для реакций анаболизма и т.д. Процессы, с помощью которых обеспечивается взаимосвязь между фазами метаболизма, называются амфиболическими. Нормальная жизнедеятельность организма обеспечивается динамическим равновесием между разными фазами метаболизма (Табл. 3.1), что служит яркой иллюстрацией закона единства и борьбы противоположностей.

Основные особенности разных фаз метаболизма
Катаболизм Анаболизм
Распад

Окисление

Высвобождение энергии

Получение низкомолекулярных соединений из высокомолекулярных

Синтез

Восстановление

Затраты энергии

Образование высокомолекулярных соединений из низкомолекулярных

В процессе катаболизма выделяют три стадии

I – Гидролитическая (пищеварительная). На данном этапе макромолекулы (белки, нуклеиновые кислоты, сложные углеводы, липиды) распадаются путем гидролиза на свои основные строительные блоки: полипептиды до аминокислот, полисахариды до моносахаридов, нейтральные жиры до глицерола и ВЖК. Процесс может локализоваться вне (распад пищевых крупных мицелл в ЖКТ), а также протекать внутри клеток, если гидролизуются подобные структуры эндогенного происхождения. Для этой стадии практически не характерны экзергонические (с выделением энергии) реакции.

II – Специфический распад – продукты первого этапа с помощью специфических ферментов распадаются до ПВК или ацетил-КоА. Гексозы, пентозы, глицерин, гликогенные аминокислоты расщепляются до ПВК, 2-оксоглутарата, сукцината, оксалоацетата – метаболитов ЦТК. Для ВЖК и кетогенных аминокислот эта стадия завершается образованием ацетилКоА и некоторых других соединений. Часть реакций является экзергоническими, при их течении высвобождается до трети заложенной в веществах энергии.

III – Неспецифический распад представляет окончательное разрушение всех немногочисленных по химической природе продуктов II стадии до СО2, Н2О. Этот этап включает  окислительное декарбоксилирование ПВК, ЦТК, сопряженные с ними биологическое окисление и окислительное фосфорилирование. Заключительная стадия катаболизма служит основным поставщиком энергии: в ходе реакций высвобождается до 2/3 от всей заложенной в соединениях энергии. Учитывая взаимосвязь между фазами метаболизма логично предположить, что анаболизм тоже включает 3 стадии, отличающиеся тем, что они идут в противоположном направлении, обычно протекают в других компартментах клетки, а часть реакций в силу их энергозависимости проходит другим путем.

alexmed.info

xn—-7sbebdhha8f6b8b2c7a.xn--p1ai

13. Отличия катаболизма от анаболизма:

Отличительный признак

Катаболизм

Анаболизм

1. Энергия

Высвобождается (экзергонический процесс)

Затрачивается (эндергонический процесс)

2. Характер процесса

Окислительный

Восстановительный

3. Локализация в клетке (компартментация метаболических процессов)

Цитоплазма, митохондрии, лизосомы

Цитоплазма клетки, рибосомы, ЭПС, КГ, ядро

4. Обратимость реакций

Практически необратимы

В основном обратимы

Также процессы катаболизма и анаболизма различаются по механизмам регуляции.

Уровни взаимосвязи между ката– и анаболизмом.

1. На уровне источников углерода (субстратов).

Продукты катаболизма – исходные субстраты для продуктов анаболизма. Важнейшие метаболиты, на уровне которых происходит пересечение метаболических путей: глюкозо-6-фосфат, пируват, ацетил-КоА.

2. На уровне восстановленных эквивалентов.

В процессе катаболизма происходит восстановление кофермента, который затем используется для анаболических процессов.

НАДФН – основной донор электронов в восстановительных реакциях биосинтеза. НАДН и ФАДН2 – основные акцепторы и переносчики электронов при окислении «топливных молекул».

3. На энергетическом уровне.

Катаболизм основных пищевых веществ сопровождается высвобождением энергии, которая может аккумулироваться в форме АТФ. При анаболических процессах происходит потребление АТФ с образованием АДФ и неорганического фосфата, используемых в реакциях диссимиляции для нового синтеза АТФ.

14. Макроэргические соединения (греч. makros большой + ergon работа, действие) – соединения, содержащие богатую энергией (макроэргическую) связь, при гидролизе которой изменения свободной энергии системы составляют более 5 ккал/моль.

Все известные М.с. содержат фосфорильную (—РО3Н2) или ацильную группы и могут быть описаны формулой Х—Y, где Х — атом азота, кислорода, серы или углерода, а Y — атом фосфора или углерода. Реакционная способность М.с. связана с повышенным сродством к электрону атома Y, что обусловливает высокую свободную энергию гидролиза макроэргической связи.

Примеры – фосфоенолпируват, 1,3-дифосфоглицерат, креатинфосфат, ацетил-КоА, АТФ, АДФ, пирофосфат.

15. Адениловая система – система адениловых нуклеотидов, которая включает в себя АТФ, АДФ, АМФ, неорганический фосфат и ионы Mg2+.

Роль адениловой системы:

1) играет центральную роль в энергообмене всех клеток

2) благодаря неустойчивости АТФ энергия ее концевой фосфоангидридной связи АТФ может использоваться на синтез фосфорилированных метаболитов, имеющих свободную энергию гидролиза меньше, чем АТФ. Обратное превращение АДФ в АТФ требует энергии.

Основные процессы, использующие энергию гидролиза АТФ:

1. Синтез различных веществ.

2. Активный транспорт (транспорт веществ через мембрану против градиента их концентраций). 30% от общего количества расходуемого АТФ приходится на Na+,К+-АТФазу.

3. Механическое движение (мышечная работа).

16. Реакции и процессы, сопряженные с гидролизом атф, в клетках животных и растений:

1. Клетки скелетных мышц (главная функция – мышечное сокращение) широко используют катаболизм энергосубстратов (анаэробный гликолиз у белых мышечных волокон и окислительное фосфорилирование в красных мышечных волокнах) и запасание выделяющейся энергии в форме АТФ – основного источника энергии для сокращения и расслабления.

2. Кардиомиоциты — постоянно сокращаются и расслабляются, поэтому используют аэробный катаболизм энергосубстратов и интенсивный синтез АТФ, имеют высокую окислительную способность.

3. Гепатоциты– основные структуры обезвреживания веществ и биосинтеза, обеспечивают энергосубстратами мозг, мышцы и другие ткани. Содержат много митохондрий, активно идут процессы микросомного окисления, глюконеогенез, синтез мочевины и кетоновых тел.

4. Нейроны– основная работа – транспорт ионов для генерации ПД. Интенсивный дыхательный обмен, высокая гликолитическая и окислительная способность. Не содержат запасов энергосубстратов, не окисляют жирные кислоты. Основной энергосубстрат – глюкоза.

5. Адипоциты– основное место запасания, мобилизации и синтеза триацилглицеролов. Основной источник глицерол-3-фосфата в процессах синтеза – глюкоза. Пентозофосфатный путь.

6. Клетки почек– выполняют осмотическую работу, активный мембранный транспорт в ходе образования мочи, поддержание кислотно-щелочного баланса. В качестве энергосубстратов используют жирные кислоты, лактат, кетоновые тела. Идет интенсивное образование ионов аммония и глюконеогенез.

7. Эритроциты– транспорт О2 и СО2. Не имеют митохондрий, получают энергию путем анаэробного гликолиза. Синтезируют 2,3-дифосфоглицерат, способствующий высвобождению О2 из гемоглобина в тканях.

studfiles.net

2. Основные этапы катаболизма и анаболизма Этапы катаболизма

Катаболизм – расщепление крупных молекул с выделением энергии, заключенной в их структуре и запасание ее в форме АТФ. Полный распад крупных молекул осуществляется в 3 этапа:

1) Подготовительный (распад сложных молекул до их составных компонентов): белки → аминокислоты; сложные углеводы → моносахариды; липиды → спирты и высшие жирные кислоты; полинуклеотиды → мононуклеотиды.

Этот процесс осуществляется без участия кислорода, и АТФ здесь не образуется. Он происходит либо в желудочно-кишечном тракте (если речь идет о расщеплении сложных веществ, поступающих с пищей), либо в клетках организма (при распаде собственных, или тканевых сложных молекул).

Расщепление сложных веществ, поступающих с пищей, всегда происходит путем гидролиза при участии соответствующих гидролитических ферментов желудочно-кишечного тракта. Расщепление собственных белков, липидов и нуклеотидов также осуществляется путем гидролитического распада, а что касается углеводов – их распад в клетках организма может происходить как путем гидролиза, так и путем фосфоролиза.

2) Этап универсализации (высвободившиеся в результате подготовительного этапа низкомолекулярные органические соединения, такие как моносахариды, аминокислоты, глицерин, жирные кислоты, подвергаются дальнейшей метаболизации с образованием относительно небольшого круга веществ, чаще всего, это ПВК либо другие кетокислоты, ацетилкоэнзим А или сукцинилкоэнзим А.

Этот этап также осуществляется в клетках организма без участия кислорода (например, гликолиз, β-окисление жирных кислот). АТФ при этом может образовываться, но относительно немного.

3) Этап полного распада (происходит в митохондриях клеток, причем, исключительно в аэробных условиях).

В основе этого процесса лежат такие этапы аэробного дыхания как цикл Кребса и окислительное фосфорилирование, в результате которых промежуточные метаболиты, образовавшиеся на этапе универсализации, полностью окисляются до воды и углекислого газа с высвобождением энергии, которая аккумулируется в форме макроэргических химических связей АТФ.

Этапы анаболизма

Анаболизм – синтез крупных молекул из мелких, идущий с затратой энергии. В клетках животных и растений протекает множество анаболических реакций, в ходе которых из мелких молекул строятся более крупные.

Каждая клетка обычно сама синтезирует для себя необходимые белки, нуклеотиды, липиды, полисахариды и другие сложные вещества, а не получает их готовыми из других клеток (к примеру, гликоген, находящийся в мышцах, синтезируется в мышечных волокнах, а не приносится кровью из печени).

Исходным сырьем для процессов биосинтеза являются сравнительно немногие вещества, в том числе ацетилкоэнзим А, глицин, сукцинилкоэнзим А, рибоза, ПВК и глицерин.

Можно выделить следующие этапы анаболизма:

1) Образование промежуточных метаболитов (ПВК, ацетилкоэнзима А, фосфоглицеринового альдегида и др.), необходимых для прохождения дальнейших этапов биосинтеза.

2) Образование структурных блоков (аминокислот, моносахаридов, высших жирных кислот и др.), необходимых для синтеза сложных органических молекул.

3) Биосинтез сложных (и в том числе высокомолекулярных) соединений: белков и пептидов, сложных углеводов, липидов, полинуклеотидов.

Каждый этап биосинтеза катализируется отдельным ферментом.

Некоторые реакции в биосинтетических процессах не требуют доставки энергии извне, хотя в целом происходящие в клетках процессы синтеза нуждаются в поступлении энергии.

Синтез сложных молекул и их расщепление регулируется при помощи различных, обособленных друг от друга механизмов.

studfiles.net

анаболизм, катаболизм и метаболизм

Многие наверняка слышали такие понятия как  анаболизм, катаболизм и метаболизм  Но не каждый может правильно объяснить, что означают эти биологические термины. Тем не менее, слова употребляются не только в разговорах о медицине, но и когда речь идет о занятиях спортом. Пора выяснить всю правду о жизненно-важных процессах организма, а именно о взаимодействии анаболизма и катаболизма.АНАБОЛИЗМАнаболизм представляет собой совокупность химических процессов, проходящих в организме, которые составляют одну из сторон обмена веществ и направлены на образование новых тканей и клеток. Примером анаболизма является синтез белков и гормонов, накопление жиров и создание мышечных волокон.Некоторые ошибочно полагают, что в процессе анаболизма идет наращивание мышечной массы. На самом деле это также синтез гликогенов, что приводит к накоплению жировых отложений. Чтобы этого избежать, организму нужен запас энергии, которая поступает с пищей. Поэтому спортсменам, которые желают в короткие сроки увеличить свою мышечную массу, следует включить в рацион белок и позаботиться о достаточном количестве поступающих калорий.Усилить процесс анаболизма в организме можно одним из следующих методов.Белковая пища. Если увеличить в своем рационе количество протеина, то появится больше «материала для строительства» клеток и мышечных тканей. Однако следует отметить, что белок не будет приносить пользу в сочетании с низкокалорийной пищей, так как в этом случае в организме не будет хватать энергетических запасов. Поэтому меню спортсмена должно быть максимально сбалансировано с учетом регулярности, степени и количества физических нагрузок.Уменьшение катаболизма. Один из самых непростых методов, хотя на первый взгляд может показаться довольно простым. Для того чтобы снизить катаболические процессы в организме и повысить анаболизм, необходимо много спать, вести здоровый образ жизни, соблюдать правильный режим питания, избегать переутомления и стрессовых ситуаций, а также тренироваться не на износ организма, а по мере своих сил.КАТАБОЛИЗМПроцесс катаболизма является противоположностью анаболизма. Если в первом случае идет создание новых клеток и мышечных волокон, то данное понятие означает расщепление сложных веществ до более простых, а также распад старых частей и окисление веществ.Интенсивность процессов катаболизма регулируется гормонами. Так, например, некоторые из них (глюкокортикоиды) повышают разложение белков и аминокислот, но препятствуют образованию глюкозы, а другие (инсулин), напротив, ускоряют катаболизм глюкозы, но тормозят расщепление белков. Кроме того, повышает данный процесс гормон адреналин, а в свою очередь тестостерон отвечает на преобладание анаболизма в обмене веществ в организме.Не стоит рассматривать катаболические процессы с негативной точки зрения. Многие спортсмены полагают, что из-за катаболизма они теряют и с трудом наращивают мышечную массу. На самом деле в процессе расщепления веществ организм получает энергию, без которой не было бы сил для тренировок. Кроме того, в процессе разложения сложных веществ на простые, происходит уменьшение количества липидов (отложений жиров).МЕТАБОЛИЗМПонять, что означает данный термин можно наглядным примером одной простой формулы: «Анаболизм + Катаболизм = Метаболизм». Процессы распада взаимодействуют с процессами обновления и в совокупности составляют обмен веществ, который и называется метаболизмом. Если каждая из сторон выполняет свои функции без сбоев и нарушений, то является залогом здоровья организма.Скорость метаболических процессов по расщеплению углеводов и жиров зависит от следующих факторов:Пол: согласно исследованиям ученых у мужчин метаболизм протекает интенсивнее на 10-20% по сравнению с женским организмом.Возраст: после 25 лет скорость метаболических процессов снижается на 2-3% каждые 10 лет.Вес: чем выше масса мышц, внутренних органов и костей и имеется минимальное количество жировых отложений, тем быстрее происходит процесс метаболизма в организме.Физические нагрузки: при регулярных занятиях спортом происходит рост скорости метаболизма — на 20-30% в течение первых двух часов после тренировки и на 5% в течение суток.Таким образом, анаболизм и катаболизм являются противоположными друг другу понятиями, но взаимодействуя между собой, они являются двумя основными частями единого процесса — метаболизма.

Сбалансированное сочетание процессов анаболизма и катаболизма является залогом правильного обмена веществ и здоровья всего организма.

berserktakticalfarma.blogspot.com

2. Основные этапы катаболизма и анаболизма Этапы катаболизма

Катаболизм – расщепление крупных молекул с выделением энергии, заключенной в их структуре и запасание ее в форме АТФ. Полный распад крупных молекул осуществляется в 3 этапа:

1) Подготовительный (распад сложных молекул до их составных компонентов): белки → аминокислоты; сложные углеводы → моносахариды; липиды → спирты и высшие жирные кислоты; полинуклеотиды → мононуклеотиды.

Этот процесс осуществляется без участия кислорода, и АТФ здесь не образуется. Он происходит либо в желудочно-кишечном тракте (если речь идет о расщеплении сложных веществ, поступающих с пищей), либо в клетках организма (при распаде собственных, или тканевых сложных молекул).

Расщепление сложных веществ, поступающих с пищей, всегда происходит путем гидролиза при участии соответствующих гидролитических ферментов желудочно-кишечного тракта. Расщепление собственных белков, липидов и нуклеотидов также осуществляется путем гидролитического распада, а что касается углеводов – их распад в клетках организма может происходить как путем гидролиза, так и путем фосфоролиза.

2) Этап универсализации (высвободившиеся в результате подготовительного этапа низкомолекулярные органические соединения, такие как моносахариды, аминокислоты, глицерин, жирные кислоты, подвергаются дальнейшей метаболизации с образованием относительно небольшого круга веществ, чаще всего, это ПВК либо другие кетокислоты, ацетилкоэнзим А или сукцинилкоэнзим А.

Этот этап также осуществляется в клетках организма без участия кислорода (например, гликолиз, β-окисление жирных кислот). АТФ при этом может образовываться, но относительно немного.

3) Этап полного распада (происходит в митохондриях клеток, причем, исключительно в аэробных условиях).

В основе этого процесса лежат такие этапы аэробного дыхания как цикл Кребса и окислительное фосфорилирование, в результате которых промежуточные метаболиты, образовавшиеся на этапе универсализации, полностью окисляются до воды и углекислого газа с высвобождением энергии, которая аккумулируется в форме макроэргических химических связей АТФ.

Этапы анаболизма

Анаболизм – синтез крупных молекул из мелких, идущий с затратой энергии. В клетках животных и растений протекает множество анаболических реакций, в ходе которых из мелких молекул строятся более крупные.

Каждая клетка обычно сама синтезирует для себя необходимые белки, нуклеотиды, липиды, полисахариды и другие сложные вещества, а не получает их готовыми из других клеток (к примеру, гликоген, находящийся в мышцах, синтезируется в мышечных волокнах, а не приносится кровью из печени).

Исходным сырьем для процессов биосинтеза являются сравнительно немногие вещества, в том числе ацетилкоэнзим А, глицин, сукцинилкоэнзим А, рибоза, ПВК и глицерин.

Можно выделить следующие этапы анаболизма:

1) Образование промежуточных метаболитов (ПВК, ацетилкоэнзима А, фосфоглицеринового альдегида и др.), необходимых для прохождения дальнейших этапов биосинтеза.

2) Образование структурных блоков (аминокислот, моносахаридов, высших жирных кислот и др.), необходимых для синтеза сложных органических молекул.

3) Биосинтез сложных (и в том числе высокомолекулярных) соединений: белков и пептидов, сложных углеводов, липидов, полинуклеотидов.

Каждый этап биосинтеза катализируется отдельным ферментом.

Некоторые реакции в биосинтетических процессах не требуют доставки энергии извне, хотя в целом происходящие в клетках процессы синтеза нуждаются в поступлении энергии.

Синтез сложных молекул и их расщепление регулируется при помощи различных, обособленных друг от друга механизмов.

Обмен веществ и энергии — это… Что такое Обмен веществ и энергии?

совокупность процессов превращения веществ и энергии, происходящих в живых организмах, и обмен веществами и энергией между организмом и окружающей средой. Обмен веществ и энергии является основой жизнедеятельности организмов и принадлежит к числу важнейших специфических признаков живой материи, отличающих живое от неживого. В обмене веществ, или метаболизме, обеспеченном сложнейшей регуляцией на разных уровнях, участвует множество ферментных систем. В процессе обмена поступившие в организм вещества превращаются в собственные вещества тканей и в конечные продукты, выводящиеся из организма. При этих превращениях освобождается и поглощается энергия. Клеточный метаболизм выполняет четыре основные специфические функции: извлечение энергии из окружающей среды и преобразование ее в энергию макроэргических (высокоэргических) соединений в количестве, достаточном для обеспечения всех энергетических потребностей клетки; образование из экзогенных веществ (или получение в готовом виде) промежуточных соединений, являющихся предшественниками высокомолекулярных компонентов клетки; синтез белков (Белки), нуклеиновых кислот (Нуклеиновые кислоты), углеводов (Углеводы), липидов (Липиды) и других клеточных компонентов из этих предшественников; синтез и разрушение специальных биомолекул, образование и распад которых связаны с выполнением специфических функций данной клетки. Для понимания сущности обмена веществ и энергии в живой клетке нужно учитывать ее энергетическое своеобразие. Все части клетки имеют примерно одинаковую температуру, т.е. клетка изотермична. Различные части клетки мало отличаются и по давлению. Это значит, что клетки не способны использовать в качестве источника энергии тепло, т.к. при постоянном давлении работа может совершаться лишь при переходе тепла от более нагретой зоны к менее нагретой. Т.о., живую клетку можно рассматривать как изотермическую химическую машину. С точки зрения термодинамики живые организмы представляют собой открытые системы, поскольку они обмениваются с окружающей средой как энергией, так и веществом, и при этом преобразуют и то, и другое. Однако живые организмы не находятся в равновесии с окружающей средой и поэтому могут быть названы неравновесными открытыми системами. Тем не менее при наблюдении в течение определенного отрезка времени в химическом составе организма видимых изменений не происходит. Но это не значит, что химические вещества, составляющие организм, не подвергаются никаким превращениям. Напротив, они постоянно и достаточно интенсивно обновляются, о чем можно судить по скорости включения в сложные вещества организма стабильных изотопов и радионуклидов, вводимых в клетку в составе более простых веществ-предшественников. Кажущееся постоянство химического состава организмов объясняется так называемым стационарным состоянием, т.е. таким состоянием, при котором скорость переноса вещества и энергии из среды в систему точно уравновешивается скоростью их переноса из системы в среду. Т.о., живая клетка представляет собой неравновесную открытую стационарную систему. В зависимости от того в какой форме клетки получают из окружающей среды Углерод и энергию, их можно разделить на большие группы. По форме получаемого углерода клетки делят на аутотрофные — «сами себя питающие», использующие в качестве единственного источника углерода диоксид углерода (двуокись углерода, углекислый газ) СО2, из которого они способны строить все нужные им углеродсодержащие соединения, и на гетеротрофные — «питающиеся за счет других», не способные усваивать СО2 и получающие углерод в форме сравнительно сложных органических соединений, таких, например, как Глюкоза. В зависимости от формы потребляемой энергии клетки могут быть фототрофами — непосредственно использующими энергию солнечного света, и хемотрофами — живущими за счет химической энергии, освобождающейся в ходе окислительно-восстановительных реакций (см. Дыхание тканевое). Подавляющее большинство аутотрофных организмов является фототрофами. Это — зеленые клетки высших растений, сине-зеленые водоросли, фотосинтезирующие бактерии. Гетеротрофные организмы чаще всего ведут себя как хемотрофы. К гетеротрофам относятся все животные, большая часть микроорганизмов, нефотосинтезирующие клетки растений. Исключение составляет небольшая группа бактерий (водородные, серные, железные и денитрофицирующие), которые по форме используемой энергии являются хемотрофами, но в то же время источником углерода для них служит СО2, т.е. по этому признаку они должны быть отнесены к аутотрофам. Гетеротрофные клетки, в свою очередь, можно разделить на два больших класса: аэробы, которые в качестве конечного акцептора электронов в цепи переноса электронов используют кислород, и анаэробы, где такими акцепторами являются другие вещества. Многие клетки — факультативные анаэробы — могут существовать как в аэробных, так и в анаэробных условиях. Другие клетки — облигатные анаэробы — совершенно не могут использовать кислород и даже гибнут в его атмосфере. Рассматривая взаимоотношения организмов в биосфере в целом, можно заметить, что в смысле питания все они так или иначе связаны друг с другом. Это явление носит название синтрофии (совместного питания). Фототрофы и гетеротрофы взаимно питают друг друга. Первые, являясь фотосинтезирующими организмами, образуют из содержащегося в атмосфере СО2 органические вещества (например, глюкозу) И выделяют в атмосферу кислород; вторые используют глюкозу и кислород в процессе свойственного им метаболизма и в качестве конечного продукта обмена веществ вновь возвращают в атмосферу СО2. Этот круговорот углерода в природе теснейшим образом связан с энергетическим циклом. Солнечная энергия преобразуется в ходе фотосинтеза в химическую энергию восстановленных органических молекул, которая используется гетеротрофами для покрытия своих энергетических потребностей. Химическая энергия, получаемая гетеротрофами, особенно высшими организмами, из окружающей среды, частично превращается непосредственно в тепло (поддержание постоянной температуры тела), а частично — в другие формы энергии, связанные с выполнением различного рода работы: механической (мышечное сокращение), электрической (проведение нервного импульса), химической (биосинтетические процессы, протекающие с поглощением энергии), работы, связанной с переносом веществ через биологические мембраны (железы, кишечник, почки и др.). Все эти виды работы суммарно могут быть учтены по теплопродукции. Между обменом веществ и обменом энергии существует одно принципиальное различие. Земля не теряет и не получает сколько-нибудь заметного количества вещества. Вещество в биосфере обменивается по замкнутому циклу и т.о. используется многократно. Обмен энергией осуществляется иначе. Она не циркулирует по замкнутому циклу, а частично рассеивается во внешнее пространство. Поэтому для поддержания жизни (Жизнь) на Земле необходим постоянный приток энергии Солнца. За 1 год в процессе фотосинтеза на земном шаре поглощается около 1021кал солнечной энергии. Хотя она составляет лишь 0,02% всей энергии Солнца, это неизмеримо больше, чем та энергия, которая используется всеми машинами, созданными руками человека. Столь же велико количество участвующего в кругообороте вещества. Так, годовой оборот углерода составляет 33․109т. Другим, не менее важным для живых организмов элементом, чем углерод, является азот. Он необходим для синтеза белков и нуклеиновых кислот. Главным резервом азота на Земле служит атмосфера, почти на 4/5 состоящая из молекулярного азота. Однако вследствие химической инертности атмосферного азота большинство живых организмов его не усваивают. Лишь азотфиксирующие бактерии обладают способностью восстанавливать молекулярный азот и таким образом переводить его в связанное состояние. Связанный азот совершает беспрерывный круговорот в природе. Восстановленный азот, попадающий в почву в виде Аммиака как продукт обмена веществ животных или образуемый азотфиксирующими бактериями, окисляется почвенными микроорганизмами до нитритов и нитратов, которые попадают из почвы в высшие растения, где восстанавливаются с образованием аминокислот (Аминокислоты), аммиака и ряда других азотсодержащих продуктов. Эти соединения попадают в организм животных, питающихся растительной пищей, затем в организм хищных животных, поедающих травоядных, и все еще в восстановленной форме возвращаются в ночву, после чего весь цикл повторяется снова. Валовый (суммарный) обмен вещества и энергии. Законы сохранения вещества и энергии послужили теоретической основой для разработки важнейшего метода исследования обмена веществ и энергии —установления балансов, т.е. определения количества энергии и веществ, поступающих в организм и покидающих его в форме тепла и конечных продуктов обмена. Для определения баланса веществ необходимы достаточно точные химические методы и знание путей, по которым различные вещества выделяются из организма. Известно, что главными пищевыми веществами являются белки, липиды и углеводы. Как правило, для оценки содержания белков в пище и в продуктах распада достаточно определить количество азота, т.к. практически весь азот пищи находится в белках, в т.ч. в нуклеопротеинах; незначительным количеством азота, входящим в состав некоторых липидов и углеводов, в опытах по определению азотистого баланса можно пренебречь. Определение липидов и углеводов в пищевых продуктах требует специфических методов, что же касается конечных продуктов обмена липидов и углеводов, то это почти исключительно СО2 и вода. При анализе конечных продуктов обмена необходимо принимать во внимание пути выделения их из организма. Азот выделяется главным образом с мочой, но также и с калом и в небольшом количестве через кожу, волосы, ногти (см. Азотистый обмен). Углерод выделяется почти исключительно в форме СО2 через легкие, но некоторое его количество выделяется с мочой и калом. Водород экскретируется в виде Н2О преимущественно с мочой и через легкие (водяной пар), но также через кожу и с калом. Баланс энергии определяют на основании калорийности вводимых пищевых веществ и количества выделенного тепла, которое может быть измерено или рассчитано. При этом надо учитывать, что величина калорийности, получаемая при сжигании веществ в калориметрической бомбе, может отличаться от величины физиологической калорической ценности, т.к. некоторые вещества в организме не сгорают полностью, а образуют конечные продукты обмена, способные к дальнейшему окислению. В первую очередь это относится к белкам, азот которых выделяется из организма главным образом в виде мочевины, сохраняющей некоторый потенциальный запас калорий. Важной величиной, характеризующей особенности обмена отдельных веществ, является дыхательный коэффициент (ДК), который численно равен отношению объема выдыхаемого СО2 к объему поглощенного О2. Калорическая ценность, ДК и величина теплообразования, рассчитанная на 1 л потребленного О2 для разных веществ различны. Физиологическая калорическая ценность (в ккал/г) составляет для углеводов — 4,1; липидов — 9,3; белков — 4,1; величина теплообразования (в ккал на 1 л потребленного О2) для углеводов — 5,05; липидов — 4,69; белков — 4,49. Интенсивность обмена веществ и энергии может быть определена прямыми и непрямыми методами. В прямых методах с помощью большого калориметра путем тончайшего измерения температуры определяют отдачу тепла, одновременно производят полное определение баланса отдельных пищевых веществ. В непрямых методах, значительно более простых, измеряют лишь отдельные параметры обмена, чаще всего количество потребленного О2 и выделенного СО2 за определенное время и, кроме того, для оценки интенсивности белкового обмена определяют количество азота, выделенного за это время с мочой. Поскольку содержание азота в белках приблизительно постоянно и составляет в среднем 16 г на 100 г белка, 1 г выделенного азота соответствует 6,25 1 белка, вовлеченного в метаболизм. Зная количество белка, метаболизированного за время опыта, рассчитывают, сколько О2 пошло на окисление белка и сколько СО2 выделилось за счет белка. Эти количества вычитают из общего количества О2 и СО2, измеренного в ходе опыта. В результате получают так называемые небелковые О2 и СО2. Из их соотношения находят небелковый ДК. С помощью данных, помещенных в таблице 1, по величине небелкового ДК находят теплопродукцию за счет небелковых веществ и долю углеводов и липидов в этой теплопродукции. Т.о., на основании данных о количестве поглощенного О2, выдыхаемого СО2 и выделенного с мочой азота за определенный период времени может быть вычислена теплопродукция и установлены количества белка, углеводов и липидов, катаболизировавшихся за этот период.

Таблица 1

Величины дыхательного коэффициенте, теплопродукции и калорического эквивалента, кислорода при потреблении смесей липидов и углеводов различного состава

———————————————————————————————————————————————-

| Величина                | Доля теплопродукции (в                 | Величина теплообразования,        |

| дыхательного         | процентах)                                     | пересчитанная на 1 л                   |

| коэффициента        |——————————————————-| потребленного О2, т.е.                  |

| (ДК)                        | за счет               | за счет липидов | калорического эквивалента (ккал  |

|                               | углеводов          |                           | на 1 л О2)                                     |

|———————————————————————————————————————————————|

| 0,71                        | 0                        | 100                    | 4,686                                            |

|———————————————————————————————————————————————|

| 0,75                        | 15,6                   | 84,4                   | 4,739                                            |

|———————————————————————————————————————————————|

| 0,80                        | 33,4                   | 66,6                   | 4,801                                            |

|———————————————————————————————————————————————|

| 0,82                        | 40,3                   | 59,7                   | 4,825                                            |

|———————————————————————————————————————————————|

| 0,85                        | 50,7                   | 49,3                   | 4,862                                            |

|———————————————————————————————————————————————|

| 0,90                        | 67,5                   | 32,5                   | 4,924                                            |

|———————————————————————————————————————————————|

| 0,95                        | 84,0                   | 16,0                   | 4,985                                            |

|———————————————————————————————————————————————|

| 1,00                        | 100                    | 0                        | 5,047                                            |

———————————————————————————————————————————————-

Влияние различных условий на обмен веществ и энергии. Интенсивность обмена, оцениваемая по общему расходу энергии, может меняться в зависимости от многих условий и в первую очередь от физической работы. Однако и в состоянии полного покоя обмен веществ и энергии не прекращается, и для обеспечения непрерывного функционирования внутренних органов, поддержания тонуса мышц и др. расходуется некоторое количество энергии. Для оценки индивидуальных особенностей обмена определение интенсивности обмена проводят в стандартных условиях: при полном физическом и психическом покое, в положении лежа, не менее чем через 14 ч после последнего приема пищи, при окружающей температуре, обеспечивающей ощущение комфорта. Полученную величину называют основным обменом. У молодых мужчин основной обмен составляет 1300—1600 ккал/сут. (1 ккал на 1 кг массы тела в час). У женщин величина основного обмена на 6—10% ниже, чем у мужчин. С возрастом (начиная с 5 лет) величина основного обмена неуклонно снижается (с 52,7 ккал/м2 у шестилетних мальчиков до 34,2 ккал/м2 у мужчин 75—79 лет). С повышением температуры тела на 1° интенсивность основного обмена у человека возрастает приблизительно на 13%. Повышение интенсивности основного обмена наблюдают также при снижении температуры окружающей среды ниже комфортной. Этот адаптационный процесс (химическая терморегуляция) связан с необходимостью поддерживать постоянную температуру тела.

При сравнении основного обмена у людей с разной массой тела было установлено, что основной обмен интенсифицируется с увеличением размеров тела (но не прямо пропорционально его массе). Бо́льшее соответствие наблюдается между основным обменом и величиной поверхности тела, т.к. поверхность тела в значительной мере определяет потерю организмом тепла путем проведения и излучения.

Определяющее влияние на величину обмена веществ и энергии оказывает физическая нагрузка. Основной обмен при интенсивной физической нагрузке по расходу энергии может в 10 раз превышать исходный основной обмен, а в очень короткие периоды (например, при плавании на короткие дистанции) даже в 100 раз. Общая суточная потребность организма в калориях определяется, в первую очередь, характером выполняемой работы (табл. 2).

Таблица 2

Нормальные величины суточной потребности в энергии для городского населения в зависимости от рода деятельности (данные Института питания АМН СССР)

—————————————————————————————————————————————————

| Пол              | Группы интенсивности труда и суточная потребность в энергии                        |

|                     |—————————————————————————————————————————|

|                     | 1                            | 2                          | 3                         | 4                            |

|————————————————————————————————————————————————|

| Мужчины     | 2600—2800 ккал     | 2800—3000 ккал   | 2900—3200 ккал  | 3400—3700 ккал      |

|————————————————————————————————————————————————|

| Женщины     | 2200—2400 ккал     | 2350—2550 ккал   | 2500—2700 ккал  | 2900—3150 ккал      |

—————————————————————————————————————————————————

Примечание: 1-я группа: работники умственного труда; операторы, обслуживающие современную технику; служащие, работа которых не связана с затратой физического труда. 2-я группа: работники связи, продавцы, медсестры, санитарки, проводники, швейники и др. 3-я группа: станочники, текстильщики, обувщики, водители транспорта, работники прачечных, почтальоны и др. 4-я группа: работники немеханизированного труда, а также горнорабочие, шахтеры, строительные рабочие, металлурги и др.

На обмен веществ и энергии существенно влияет особое свойство пищевых веществ, называемое их специфически-динамическим действием (СДД). Было замечено, что после принятия пищи теплоотдача организма возрастает на величину, превышающую количество калорий, содержащихся в принятой пище. Это свойство, различное для разных пищевых веществ, и назвали их специфически-динамическим действием. Наиболее высоким СДД отличаются белки. Принято считать, что прием белка с потенциальной калорической ценностью 100 ккал увеличивает основной обмен до 130 ккал, то есть СДД белка составляет 30%. СДД углеводов и жиров находится в пределах 4—6%. Механизм СДД заключается не только в том, что прием пищи стимулирует активность пищеварительного аппарата, так как СДД, например аминокислот, — проявляется и при их внутривенном введении. Главным в механизме СДД следует считать влияние пищевых продуктов на промежуточный обмен. Так, расчеты показали, что количество калорий, затрачиваемое на образование 1 моля АТФ при метаболизме белков, примерно на 30% выше, чем при обмене жиров и углеводов. Промежуточный обмен веществ. Совокупность химических превращений веществ, которые происходят в организме, начиная с момента их поступления в кровь и до момента выделения конечных продуктов обмена из организма, называют промежуточным, или межуточным обменом (промежуточным метаболизмом). Промежуточный обмен может быть разделен на два процесса: катаболизм (диссимиляция) и анаболизм (ассимиляция). Катаболизмом называют ферментативное расщепление сравнительно крупных органических молекул, осуществляемое у высших организмов, как правило, окислительным путем. Катаболизм сопровождается освобождением энергии, заключенной в сложных структурах органических молекул, и запасанием ее в форме энергии фосфатных связей АТФ. Анаболизм представляет собой ферментативный синтез крупномолекулярных клеточных компонентов, таких, как полисахариды, нуклеиновые кислоты, белки, липиды, а также некоторых их биосинтетических предшественников из более простых соединений. Анаболические процессы происходят с потреблением энергии. Катаболизм и анаболизм происходят в клетках одновременно и неразрывно связаны друг с другом. По существу, их следует рассматривать не как два отдельных процесса, а как две стороны одного общего процесса — метаболизма, в котором превращения веществ теснейшим образом переплетены с превращениями энергии. Подробный анализ метаболических путей показывает, что расщепление основных пищевых веществ в клетке представляет собой ряд последовательных ферментативных реакций, составляющих три главные стадии катаболизма. На первой стадии крупные органические молекулы распадаются на составляющие их специфические структурные блоки. Так, полисахариды расщепляются до гексоз или пентоз, белки — до аминокислот, нуклеиновые кислоты — до нуклеотидов и нуклеозидов, липиды — до жирных кислот, глицерина и других веществ. Все эти реакции протекают в основном гидролитическим путем (см. Гидролиз) и количество энергии, освобождающейся на этой стадии, очень невелико — менее 1%. На второй стадии катаболизма формируются еще более простые молекулы, причем число их типов существенно уменьшается. Очень важно, что на второй стадии образуются продукты, которые являются общими для обмена разных веществ. Эти продукты — ключевые соединения, представляющие собой как бы узлы, соединяющие разные пути метаболизма. К таким соединениям относятся, например, пируват (пировиноградная кислота), образующийся при распаде углеводов, липидов и многих аминокислот; ацетил-КоА; объединяющий катаболизм жирных кислот, углеводов и аминокислот; α-кетоглутаровая кислота, оксалоацетат (щавелевоуксусная кислота), фумарат (фумаровая кислота) и сукцинат (янтарная кислота), образующиеся из разных аминокислот, и др. Продукты, полученные на второй стадии катаболизма, вступают в третью стадию катаболизма, которая известна как цикл трикарбоновых кислот (терминальное окисление, цикл лимонной кислоты, цикл Кребса). В ходе этой стадии все продукты в конечном счете окисляются до СО2 и воды. Практически почти вся энергия освобождается на второй и третьей стадиях катаболизма. Процесс анаболизма тоже проходит три стадии. Исходными веществами для него служат те продукты, которые подвергаются превращениям на третьей стадии катаболизма. Т.о., третья стадия катаболизма является в то же время первой, исходной стадией анаболизма. Реакции, протекающие на этой стадии, выполняют как бы двойную функцию. С одной стороны, они участвуют в завершающих этапах катаболизма, а с другой — служат и для анаболических процессов, поставляя вещества-предшественники для последующих стадий анаболизма. Нередко такие реакции называют амфиболическими. На этой стадии, например, начинается синтез белка. Исходными реакциями этого процесса можно считать образование некоторых α-кетокислот. На следующей, второй стадии в ходе реакций аминирования или трансаминирования эти кетокислоты превращаются в аминокислоты, которые на третьей стадии анаболизма объединяются в полипептидные цепи. В результате ряда последовательных реакций происходит также синтез нуклеиновых кислот, липидов и полисахаридов. Лишь в 60—70 гг. 20 в. выяснилось, что пути анаболизма не являются простым обращением процессов катаболизма. Это связано с энергетическими особенностями химических реакций. Некоторые реакции катаболизма практически необратимы, т.к. их протеканию в обратном направлении препятствуют непреодолимые энергетические барьеры. В ходе эволюции были выработаны другие, обходные реакции, сопряженные с затратой энергии макроэргических соединений. Катаболический и анаболический пути отличаются, как правило, и локализацией в клетке (Клетка). Например, окисление жирных кислот ацетата осуществляется с помощью набора митохондриальных ферментов, тогда как синтез жирных кислот катализирует другая система ферментов, находящихся в цитозоле. Именно благодаря разной локализации катаболические и анаболические процессы в клетке могут протекать одновременно.

Т.о., пути метаболизма чрезвычайно многообразны. Однако в этом многообразии можно усмотреть проявление удивительного единства, которое является наиболее типичной и специфической чертой обмена веществ. Это единство состоит в том, что от бактерий до самой высокодифференцированной ткани высшего организма биохимической реакции не только внешне сходны, например по балансовым уравнениям и внешним эффектам, но и абсолютно тождественны во всех деталях. Другим проявлением такого единства следует считать наблюдаемое также на всем пути эволюции циклическое протекание важнейших метаболических процессов, например цикл трикарбоновых кислот, цикл мочевины, пентозный путь и др. Видимо, и сами биохимические реакции, отобранные и закрепленные в ходе эволюции, и цикличность их протекания оказались оптимальными для обеспечения физиологических функций организма.

Регуляция обмена веществ и энергии. Клеточный метаболизм характеризуется высокой устойчивостью и в то же время значительной изменчивостью. Оба эти свойства, составляющие диалектическое единство, обеспечивают постоянное приспособление клеток и организмов к меняющимся условиям окружающей и внутренней среды. Так, скорость катаболизма определяется потребностью в энергии в каждый данный момент. Точно так же скорость биосинтеза клеточных компонентов определяется нуждами данного момента. Клетка, например, синтезирует аминокислоты именно с такой скоростью, которая достаточна для того, чтобы обеспечить возможность образования минимального количества необходимого ей белка. Подобная экономичность и гибкость метаболизма возможна лишь при наличии достаточно тонких и чутких механизмов его регуляции. Регуляция метаболических процессов осуществляется на разных уровнях возрастающей сложности. Простейший тип регуляции затрагивает все основные параметры, влияющие на скорость ферментативных реакций (см. Ферменты). К этим параметрам относятся рН среды (см. Водородный показатель), концентрация кофермента, субстрата, продукта реакции, наличие активаторов или ингибиторов и т.д. Изменение каждого из них может увеличить или уменьшить скорость реакции. Например, накопление кислых продуктов может сдвинуть рН среды за пределы значений, оптимальных для данного фермента, и таким образом затормозить ферментативный процесс. Нередко ингибитором фермента является сам субстрат и наличие его в высокой концентрации может вызвать остановку реакции. Следующий уровень регуляции сложных метаболических процессов касается мультиферментных реакций, которые представляют собой строгую последовательность превращений и катализируются целой системой ферментов. В такой системе существуют регуляторные ферменты, находящиеся обычно в начальных звеньях цепи реакций. Регуляторные ферменты, как правило, ингибируются конечным продуктом данной метаболической последовательности. Т.о. как только количество продукта реакции достигает определенной концентрации, дальнейшее его образование прекращается. Третий уровень регуляции метаболических процессов представляет собой генетический контроль, определяющий скорость синтеза ферментов, которая может значительно варьировать. Регуляция на уровне Гена способна привести к увеличению или уменьшению концентрации тех или иных ферментных белков, к изменению типов ферментов (Ферменты), изменению относительного содержания в клетке множественных форм фермента, которые, катализируя одну и ту же реакцию, различаются по своим физико-химическим свойствам. Наконец, в некоторых случаях может иметь место индукция или регрессия одновременно целой группы ферментов. Генетическая регуляция отличается высокой специфичностью, экономичностью и обеспечивает широкие возможности для контроля метаболизма. Однако в подавляющем большинстве клеток активация генов является медленным процессом. Обычно время, необходимое для того, чтобы индуктор или репрессор мог заметно повлиять на концентрацию ферментов, измеряется часами. Поэтому данная форма регуляции непригодна для тех случаев, когда необходимо немедленное изменение метаболизма. У человека и высших животных существуют еще два уровня, два механизма регуляции обмена веществ и энергии, которые отличаются тем, что связывают между собой метаболизм, совершающийся в разных тканях и органах, и таким образом направляют и приспосабливают его для выполнения функций, присущих не отдельным клеткам, а всему организму в целом. Одним из таких механизмов управляет Эндокринная система. Гормоны, вырабатываемые железами внутренней секреции, служат химическими медиаторами, стимулирующими или подавляющими определенные метаболические процессы в других тканях или органах. Например, когда Поджелудочная железа начинает вырабатывать меньше Инсулина, в клетки поступает меньше глюкозы, что влечет за собой ряд вторичных метаболических эффектов, в частности уменьшение биосинтеза жирных кислот из глюкозы и усиление образования кетоновых тел (Кетоновые тела) в печени. Противоположное инсулину действие оказывает соматотропный гормон (гормон роста). Вторым уровнем регуляции, характерным для человека и высших животных, является нервная регуляция, представляющая собой самый высший уровень регуляции, наиболее совершенную ее форму. Нервная система, в частности ее центральные отделы, выполняет в организме высшие интегративные функции. Получая сигналы из окружающей среды и от внутренних органов, ц.н.с. преобразует их в нервные импульсы и направляет их к тем органам, изменение скорости метаболизма в которых необходимо в данный момент для выполнения определенной функции. Чаще всего свою регулирующую роль нервная система осуществляет через железы внутренней секреции, усиливая или подавляя поступление гормонов в кровь. Хорошо известно влияние эмоций на метаболизм, например предстартовое повышение показателей обмена веществ и энергии у спортсменов, усиленная продукция адреналина и связанное с этим повышение концентрации глюкозы в крови у студентов во время экзаменов и др. Во всех случаях регулирующее действие нервной системы на обмен веществ и энергии весьма целесообразно и всегда направлено на наиболее эффективное приспособление организма к изменившимся условиям. Нарушение обмена веществ и энергии лежат в основе повреждений органов и тканей, ведущих к возникновению болезни (Болезнь). Происходящие при этом изменения в протекании химических реакций сопровождаются большими или меньшими сдвигами в энергообразующих и энергопоглощающих процессах. Различают 4 уровня, на которых могут происходить нарушения обмена веществ и энергии: молекулярный; клеточный; органный и тканевой; целостный организм. Нарушения обмена веществ и энергии на любом из этих уровней могут носить первичный или вторичный характер. Во всех случаях они реализуются на молекулярном уровне, на котором изменения обмена веществ и энергии приводят к патологическим нарушениям функций организма. Нормальное протекание метаболических реакций на молекулярном уровне обусловлено гармоничным сочетанием процессов катаболизма и анаболизма. При нарушении катаболических процессов прежде всего возникают энергетические трудности, нарушаются регенерация АТФ, а также поступление необходимых для биосинтетических процессов исходных субстратов анаболизма. В свою очередь, первичное или связанное с изменениями процессов катаболизма повреждение анаболических процессов ведет к нарушению воспроизведения функционально важных соединений — ферментов, гормонов и др. Нарушение различных звеньев метаболических цепей неравнозначно по своим последствиям. Наиболее существенные, глубокие патологические изменения катаболизма происходят при повреждении системы биологического окисления при блокаде ферментов тканевого дыхания, гипоксии и др. или повреждении механизмов сопряжения тканевого дыхания и окислительного фосфорилирования (например, разобщение тканевого дыхания и окислительного фосфорилирования при тиреотоксикозе). В этих случаях клетки лишаются основного источника энергии, почти все окислительные реакции катаболизма блокируются или теряют способность аккумулировать освобождающуюся энергию в молекулах АТФ. При ингибировании реакций цикла трикарбоновых кислот выработка энергии в процессе катаболизма сокращается примерно на две трети. При нарушении нормального течения гликолитических процессов (гликолиза, гликогенолиза) организм лишается способности адаптироваться к гипоксии, что особенно отражается на функционировании мышечной ткани. Нарушение использования углеводов, уникальных метаболических источников энергии в условиях недостатка кислорода, является одной из причин существенного снижения мышечной силы у больных сахарным диабетом. Ослабление гликолитических процессов затрудняет метаболическое использование углеводов (см. Углеводный обмен), ведет к гипергликемии, переключению биоэнергетики на липидные и белковые субстраты, к угнетению цикла трикарбоновых кислот в результате недостатка щавелево-уксусной кислоты. Возникают условия для накопления недоокисленных метаболитов — кетоновых тел, усиливается распад белков, интенсифицируется глюконеогенез. Развиваются ацетонемия, азотемия, Ацидоз. Утилизация липидов (см. Жировой обмен) затрудняется при торможении процессов липолиза (гидролитического расщепления молекул различных липидов), угнетении процесса активирования жирных кислот, фосфорилирования глицерина. Последние два процесса особенно страдают при недостаточной регенерации макроэргических соединений.

Катаболизм белков и аминокислот может нарушаться при отклонениях в процессах протеолиза, трансаминирования, дезаминирования, расщепления углеродных скелетов аминокислот и при несостоятельности систем обезвреживания азотистых шлаков.

Ведущее значение при нарушении анаболизма имеют дефекты в системе биосинтеза белков и нуклеиновых кислот. Причиной нарушения синтеза нуклеиновых кислот и белков может быть блокирование отдельных стадий синтеза нуклеотидов и заменимых аминокислот. Нарушение глюконеогенеза — процесса анаболизма углеводов — существенно сказывается на поддержании энергетического гомеостаза организма. Особое значение имеет ингибирование ферментов, катализирующих ряд ключевых реакций гликолиза и глюконеогенеза. Недостаток этих ферментов в результате ослабления их синтеза возможен при низком уровне секреции АКТГ и кортикостероидов. Биосинтез липидов может нарушаться при недостаточности биотина (см. Витамины), а также при снижении интенсивности реакций пентозного пути, обеспечивающего восстановительные реакции биосинтеза. Недостаток холина, метионина, ненасыщенных жирных кислот, цитидилтрифосфатов сказывается на синтезе фосфолипидов. Дефицит пентоз, возникающий при блокировании пентозного пути, существенно тормозит синтез нуклеотидов, коферментов нуклеотидной природы (см. Коферменты) и нуклеиновых кислот.

Существенные нарушения обмена веществ и энергии, связанные с разбалансированностью метаболизма, возникают при расстройстве процессов синтеза биологически активных веществ, особенно производных аминокислот (медиаторов, гормонов и др.).

При нарушении обмена веществ и энергии на клеточном уровне прежде всего повреждаются биологические мембраны (см. Мембраны биологические), что влечет за собой нарушение нормальных взаимоотношений клетки с окружающей средой, а также нарушение клеточного метаболизма. Расстраиваются оптимальная локализация внутриклеточных ферментов, трансмембранный транспорт, челночные механизмы обмена метаболитами между различными органеллами клетки. При повреждении лизосомных мембран может начаться аутолиз компонентов цитозоля лизосомными ферментами, при нарушении внутренней мембраны митохондрий прекращается образование АТФ и др. Важным следствием повреждения клеточных мембран является дезинтеграция регуляторных механизмов метаболизма на клеточном уровне. Изменения в ядерной оболочке и повреждения структур хроматина ведут к нарушению передачи генетической информации в цитозоль, препятствуют управлению активностью хроматина со стороны стероидных гормонов и внутриклеточных регуляторов синтеза белков. Результатом нарушения процессов нормального распределения хромосомного материала в ходе деления клеток (на ранних стадиях эмбриогенеза) могут быть хромосомные болезни (см. Наследственные болезни) с тяжелыми нарушениями обмена веществ и энергии. Расстройства метаболизма на уровне клеточных структур могут происходить и в результате аутоиммунных процессов. В зависимости от специфической роли тех или иных органов и систем при нарушении их функции страдают взаимоотношения внутриклеточного метаболизма с окружающей средой, ухудшается адаптация клеток к изменению условий окружающей среды или нарушаются метаболическое постоянство внутренней среды организма и регуляторные процессы. Особенно опасно нарушение биоэнергетики головного мозга. Резервные энергетические возможности позволяют головному мозгу переносить прекращение доставки энергетических субстратов (прежде всего глюкозы) и кислорода не более чем на 3—5 мин, что и определяет кратковременную обратимость так называемой клинической смерти. На уровне целостного организма при нарушении обмена веществ и энергии ведущее значение имеет расстройство процессов регуляции (выпадение регуляторных сигналов, их усиление или дискоординация, вследствие гипо-, гипер- и дисфункции ц.н.с. и желез внутренней секреции). Как потеря иннервации органов и тканей, так и избыточная или извращенная импульсация ведут к расстройствам трофики (Трофика). Механизмы этих расстройств связаны с изменением нормальных взаимодействий медиаторов с клетками, дискоординацией или выпадением функциональных взаимосвязей в различных отделах нервной системы. Ослабление или усиление синтеза гормонов, нарушение процессов их депонирования, освобождения, транспорта, взаимодействия с рецепторами клеток-мишеней, инактивации являются причиной характерных расстройств обмена веществ и энергии организма в целом, как это имеет место при сахарном диабете (см. Диабет сахарный), диффузном токсическом зобе (см. Зоб диффузный токсический), гипофизарном ожирении (см. Ожирение) и др. Крайними формами проявления этих расстройств являются ожирение и Кахексия, сопровождающиеся глубокими нарушениями согласованности катаболизма и анаболизма. Нарушения обмена веществ и энергии могут быть обусловлены действием как внешних, так и внутренних факторов. К внешним факторам следует отнести качественные и количественные изменения состава пищи, экзогенные токсические вещества (в т.ч. бактериальные токсины), проникновение в организм патогенных микроорганизмов и вирусов. Недостаток незаменимых аминокислот (Аминокислоты) и жирных кислот (Жирные кислоты), микроэлементов (Микроэлементы), витаминов (Витамины), несбалансированность питания в соотношении белков, жиров и углеводов, несоответствие количественного (по калорийности) и качественного состава пищи конкретным энерготратам организма, существенные сдвиги в величине парциального давления О2 и СО2 во вдыхаемом воздухе, появление в атмосфере угарного газа СО, оксидов азота, других токсических газов, попадание в организм ионов тяжелых металлов, соединений мышьяка, цианидов, канцерогенов и др. ведут к нарушениям обмена веществ и энергии. Конечными объектами воздействия всех перечисленных факторов чаще всего являются ферменты. К внутренним факторам, вызывающим нарушения обмена веществ и энергии, относят генетически обусловленные нарушения синтеза ферментов (см. Ферментопатии), транспортных белков (гемоглобина, трансферрина, церулоплазмина и др.), иммуноглобулинов, белковых и пептидных гормонов, структурных белков биологических мембран и др. В результате генетически обусловленного блокирования какого-либо фермента или системы ферментов накапливаются их непревращенные субстраты — биосинтетические предшественники нарушенной стадии метаболизма. Блокирование гидролитических ферментов ведет к развитию болезней накопления (Болезни накопления) (гликогенозов, гликозидозов, липидозов, мукополисахаридозов и др.). В других случаях накапливаются метаболиты, оказывающие токсическое действие на организм путем вторичного ингибирования тех или иных ферментов (например, галактоза или галактит при галактоземии, фенилпировиноградная кислота при фенилкетонурии и др.). Нарушение нормального синтеза некоторых особенно важных функциональных белков, например гемоглобина (Гемоглобинопатии), ведет к тяжелой тканевой гипоксии или к другим, не менее опасным состояниям. Известно большое число других так называемых молекулярных болезней, характер расстройств обмена веществ и энергии при которых определяется функциональной ролью дефектного белка.

Особое место занимают расстройства обмена веществ и энергии при малигнизации тканей. В основе злокачественного роста, по-видимому, лежат нарушения регуляции процессов синтеза белков. Все дальнейшие расстройства обмена веществ и энергии имеют вторичное происхождение.

Неравномерными, разнонаправленными изменениями обмена веществ и энергии, ведущими к снижению адаптационных возможностей организма и способствующими возникновению болезней, характеризуется старение. Первичные механизмы старения связаны с изменениями в процессе синтеза белка. При старении количество метаболически активных белков уменьшается, а масса метаболически инертных белков, наоборот, увеличивается. У лиц пожилого возраста снижается интенсивность обновления белков, изменяются соотношения различных белковых фракций. Так, в старости в крови увеличивается содержание глобулинов, уменьшается концентрация альбуминов и соответственно уменьшается величина альбумин-глобулинового коэффициента (Альбумин-глобулиновый коэффициент). При старении неравномерно изменяются содержание и активность отдельных ферментов, соотношение изоферментов, интенсивность их синтеза, что создает основу для нарушения ряда метаболических циклов.

При старении происходят также специфические нарушения в обмене углеводов, которые связаны с изменением активности гликолитических ферментов. Уменьшение толерантности к углеводам во многом зависит от снижения инсулина в крови, изменения изоферментного спектра гексокиназы, уменьшения способности тканей реагировать на действие гормонов. Важное значение имеет снижение в старости гликогендепонирующей функции печени.

Нарушения в обмене липидов, возникающие в процессе старения, способствуют развитию атеросклероза. С возрастом увеличивается общее содержание липидов в крови и тканях, нарастает количество Холестерина, особенно связанного с белком, триглицеридов, неэтерифицированных жирных кислот. У лиц пожилого и старческого возраста повышается содержание холестерина и триглицеридов в липопротеинах низкой и очень низкой плотности, тогда как в липопротеинах высокой плотности оно не меняется. У людей 60—74 лет увеличивается содержание в крови и тканях атерогенных липопротеинов — липопротеинов низкой и очень низкой плотности. Большое значение в генезе нарушений обмена липидов при старении имеют снижение активности липопротеинлипазы, сдвиги в соотношении процессов синтеза и распада триглицеридов, холестерина, нарушение окислительных процессов в обмене липидов, накопление в тканях перекисей липидов, нарушение гормональной регуляции липогенеза и липолиза. Величина основного обмена у пожилых и старых людей неуклонно снижается. Старческий организм становится более чувствительным к недостатку кислорода. При старении уменьшается интенсивность дыхания многих тканей (миокарда, головного мозга, почек и др.), снижается интенсивность не только окисления, но и фосфорилирования, в клетках уменьшается число митохондрий и это ограничивает возможность клетки образовывать макроэргические соединения. Наряду с угнетением тканевого дыхания в ряде тканей нарастает интенсивность Гликолиза, активируется окислительный этап пентозофосфатного пути и снижается интенсивность его неокислительного этапа. Весь комплекс изменений обмена веществ и энергии при старении ограничивает функциональные возможности клеток и органов и способствует развитию их недостаточности при повышенных нагрузках. Нарушения обмена веществ и энергии устанавливаются на основании результатов исследований компонентов крови, мочи, других биологических жидкостей, материала, полученного при биопсии и др. Суммарную оценку нарушений обмена веществ и энергии можно произвести путем определения основного обмена, азотистого баланса (см. Азотистый обмен), величины дыхательного коэффициента, сдвигов кислотно-щелочного равновесия (Кислотно-щелочное равновесие) и других параметров. Более детальную информацию получают при исследованиях концентрации отдельных метаболитов, как нормальных, так и патологических, обычно не образующихся или не присутствующих в биологических жидкостях в норме. Об органной локализации нарушений, о глубине повреждений клеточной структуры, а также о характере ферментопатии позволяют судить исследования ферментного спектра и активности ферментов сыворотки крови. Степень дискоординации регуляторных процессов обмена веществ и энергии может быть оценена путем исследования активности и концентрации гормонов, медиаторов, простагландинов, циклических нуклеотидов и др.

Нарушения метаболического постоянства, свидетельствующие о сдвигах в его нейроэндокринной регуляции, установленные с помощью биохимического анализа крови, обнаруживают, т.о., прямым путем. Однако сведения о внутриклеточных обменных процессах, основанные на данных биохимического анализа крови, могут носить только косвенный характер. В некоторых случаях уточнение возможно при исследовании материала, полученного при биопсии органа или ткани. Исследование клеток крови (лейкоцитов, эритроцитов) как модельных клеточных систем может стать источником дополнительных косвенных данных. При оценке метаболических сдвигов в ц.н.с. особое значение приобретает биохимический и цитологический анализ цереброспинальной жидкости.

Лечение болезней обмена веществ и энергии основывается на подборе соответствующей диеты, гормонотерапии, использовании веществ, имеющих выраженное сродство к отдельным железам внутренней секреции, парентерального питания, специфической терапии заболевания, являющегося первопричиной нарушения обмена веществ. Лечение нарушений обмена веществ и энергии при молекулярных болезнях, помимо диетотерапии, симптоматическое. Кардинальное решение задачи лечения этих болезней связано прежде всего с успехами генетической инженерии (Генетическая инженерия) и направленной регуляции активности ферментов. Общие принципы коррекции нарушенного обмена веществ и энергии у детей состоят в следующем: наиболее эффективным методом восстановления нарушенного обмена веществ и энергии у детей является диетотерапия; энзимотерапия и индуцирование ряда ферментов с помощью введения гормонов коры надпочечников, щитовидной железы, а также некоторых лекарственных средств и витаминов; любое вмешательство в обменные процессы больного ребенка должно контролироваться с помощью соответствующих биохимических тестов. Основным путем профилактики нарушений обмена веществ и энергии является научно обоснованное по качественному и количественному составу, витаминизированное, содержащее все микроэлементы, так называемое сбалансированное Питание, защита окружающей среды от проникновения в нее токсических веществ, профилактика инфекционных болезней, стрессовых ситуаций, оптимальный режим работы и отдыха. В случаях эндогенных нарушений (молекулярных болезней) большое значение имеют ранняя диагностика и диетическая профилактика. Обмен веществ и энергии у детей. Анаболические процессы резко активизируются у плода в последние недели беременности. Сразу после рождения происходит активная адаптация метаболизма к переходу на дыхание атмосферным кислородом. У грудного ребенка и в первые годы жизни наблюдается максимальная интенсивность обмена веществ и энергии, а затем отмечается некоторое снижение показателей основного обмена. В раннем детском возрасте при различных инфекциях и расстройствах питания особенно часто развиваются нарушения гомеостаза, токсический синдром, дегидратация (см. Обезвоживание организма), ацидоз, белково-энергетическая недостаточность. Нарушения анаболических процессов проявляются задержкой роста, что может быть связано с недостаточной секрецией соматотропного гормона, Нанизмом, Гипотиреозом, а также гиповитаминозами (см. Витаминная недостаточность), Рахитом, хроническими воспалительными процессами. Инфекционные болезни, протекающие с поражением нервной системы, ведут к нарушениям липидного обмена, в частности процесса миелинизации мозга, обусловливая тем самым задержку нервно-психического развития ребенка. Большинство наследственных болезней обмена проявляется в грудном и раннем детском возрасте (см. Наследственные болезни, Ферментопатии). К наиболее частой патологии обмена липидов относятся такие состояния, как ожирение, а также гиперлипопротеинемии, являющиеся факторами риска развития ишемической болезни сердца и гипертонической болезни. Нарушения генетического контроля синтеза иммуноглобулинов могут стать причиной развития иммунодефицитных заболеваний (см. Иммунопатология). Неустойчивость регуляции углеводного обмена в раннем детском возрасте создает предпосылки для возникновения гипогликемических реакций, ацетонемической рвоты. Рано проявляются ювенильные формы сахарного диабета (см. Диабет сахарный). Нередко причиной, обусловливающей нарушения обмена веществ у детей, служит дефицит микроэлементов. В пубертатном периоде (периоде полового созревания) наступает новая перестройка метаболизма, происходящая под влиянием половых гормонов (Половые гормоны). Отмечается так называемый пубертатный скачок роста, обусловленный действием половых гормонов. Гормон роста не играет существенной роли в процессе пубертатного ускорения роста, во всяком случае его концентрация в крови в этот период не повышается. Несомненное стимулирующее влияние на метаболизм в пубертатном периоде оказывает активация функций щитовидной железы. Допускают также, что в период полового созревания (Половое созревание) снижается интенсивность липолитических процессов.

Регуляция гомеостаза становится наиболее устойчивой в подростковом возрасте, поэтому тяжелых клинических синдромов, связанных с нарушением регуляции обмена, ионного состава жидкостей тела, кислотно-щелочного равновесия, в этом возрасте почти не встречается.

Библиогр.: Беркович Е.М. Энергетический обмен в норме и патологии, М., 1964; Бузник И.М. Энергетический обмен и питание, М., 1978, библиогр.; Ванюшин Б.Ф. и Бердышев Г.Д. Молекулярно-генетические механизмы старения, М., 1977; Вельтищев Ю.Е., Ермолаев М.В., Ананенко А.А. и Князев Ю.А. Обмен веществ у детей, М., 1983; Давыдовский И.М. Общая патология человека. М., 1969; Лабори А. Регуляция обменных процессов, пер. с франц., М., 1970; Мак-Мюррей У. Обмен веществ у человека, пер. с англ., М., 1980; Мецлер Д.Е. Биохимия, пер. с англ., т. 1—3, М., 1980; Ныосхолм Э. и Старт К. Регуляция метаболизма, пер. с англ., М., 1977.

Разница между анаболизмом и катаболизмом (с таблицей)

Метаболизм — это жизненно важный химический процесс, происходящий в организме для поддержания жизни. Эти химические реакции или процессы происходят в клетках тела.

Метаболизм играет решающую роль в росте и функциональности тела. Это действительно биохимический процесс, который заставляет тело расти, жить, а также адаптироваться к существующей и меняющейся окружающей среде.

Метаболизм подразделяется на два типа: анаболизм и катаболизм.Оба процесса используют молекулы тела по-своему.

Анаболизм против катаболизма

Разница между анаболизмом и катаболизмом заключается в том, что анаболизм создает молекулы для функционирования организма, а катаболизм разрушает молекулы, высвобождая энергию, которую может использовать тело.

Анаболический процесс создает сложные молекулы из более простых, и этот процесс также называется биосинтезом. Катаболический процесс, в свою очередь, разрушает молекулы для использования организмом, что снова создается в результате катаболического процесса.


Таблица сравнения анаболизма и катаболизма (в табличной форме)

Параметр сравнения Анаболизм Катаболизм
Химический процесс Анаболизм создает сложные молекулы помочь с функциональностью тела Катаболизм разрушает сложные молекулы для использования телом.
Потребность в энергии Анаболический процесс требует энергии для создания сложных молекул Катаболический процесс высвобождает энергию, разрушая сложные молекулы
Влияние на тело Анаболическая активность помогает создавать массу тела Катаболическая активность помогает сжигать жир и калорий
Использование кислорода Анаболизм использует кислород для химического процесса Катаболизм не использует кислород для своего химического процесса
Время функционирования процесса Анаболический процесс в основном функционирует во время отдыха или сна Функции катаболического процесса во время деятельности тела

Анаболизм — это совокупность химических реакций, при которых сложные молекулы синтезируются из более простых.Анаболизм — полностью конструктивный процесс.

Анаболизм требует энергии для своего химического процесса и поэтому называется эндергоническим процессом. Анаболический процесс — это пошаговая функция, в ходе которой в организме строятся органы и ткани.

Созданные сложные молекулы жизненно важны для роста, развития и дифференциации клеток. Процесс минерализует кости и наращивает мышечную массу.

Гормоны, участвующие в анаболическом процессе, — это инсулин, стероид и гормон роста.Процесс анаболизма также называют биохимическим процессом.

В идеале анаболизм проходит три стадии, первая стадия — это производство прекурсоров. Предшественники активируются аденозинтрифосфатом (АТФ), за которым следуют реактивные формы, которые создают сложные молекулы, такие как нуклеиновая кислота, полипептиды и липиды.

Анаболический процесс происходит в период покоя или во время сна. Действительно, в процессе кинетическая энергия преобразуется в потенциальную.

Анаболизм в основном необходим для роста и поддержания тела.Процесс помогает производить белки и углеводы в организме.

Это катализируемая ферментами реакция, которая происходит в организме. Поскольку во многих метаболических процессах участвуют гормоны, анаболический процесс также включает в себя то же самое.

Анаболические гормоны, участвующие в этом процессе, — это эстроген, тестостерон, инсулин и гормон роста. Это помогает плавно регулировать функциональность тела.

Катаболизм — это совокупность химических реакций, которые расщепляют сложные молекулы на более мелкие единицы.Катаболизм — полностью разрушительный процесс.

Катаболизм выделяет энергию и тепло во время своего химического процесса и, таким образом, называется экзергоническим процессом. Небольшие молекулы, образующиеся в результате разрушения сложных, либо выделяют энергию в результате окисления, либо также используются в качестве предшественников для дальнейшего анаболического процесса.

Катаболический процесс также высвобождает химическую энергию, необходимую для анаболизма. В процессе также образуются клеточные отходы, такие как мочевина, аммиак, молочная кислота, уксусная кислота и диоксид углерода.Катаболизм включает в себя определенные гормоны для своей функциональности. Они глюкагон, адреналин и кортизол участвуют в катаболическом процессе. Катаболизм — это серия химических реакций, которые превращают макромолекулы в мономеры. Катаболический процесс происходит во время любой активности.

Первичный катаболический процесс — пищеварение. Питательные вещества в пище расщепляются на более простые молекулы для использования организмом. Катаболизм использует энергию, запасенную для жизнедеятельности тела. Проще говоря, катаболизм преобразует потенциальную энергию в кинетическую.

Катаболический процесс сжигает жиры и калории. Он использует сохраненную пищу для выработки энергии, необходимой организму. Катаболизм расщепляет белки до аминокислот, гликоген до глюкозы. Катаболизм происходит, когда в теле есть активность.


Основные различия между анаболизмом и катаболизмом
  1. Метаболизм включает анаболизм и катаболизм, разница между анаболизмом и катаболизмом заключается в том, что анаболизм — это синтез сложных молекул с использованием более мелких молекул для функционирования организма, тогда как катаболизм разрушается сложные молекулы на более мелкие.
  2. И то, и другое можно назвать конструктивным и деструктивным процессом соответственно. В случае анаболизма существует потребность в энергии для того, чтобы процесс происходил во время катаболизма, поскольку деструктивный процесс разрушает сложные молекулы, чтобы высвободить энергию и тепло, необходимые организму.
  3. Есть также разница в аспекте преобразования энергии. Анаболизм — это биохимический процесс, который преобразует кинетическую энергию в потенциальную, тогда как катаболизм — это серия химических реакций, преобразующих потенциальную энергию в кинетическую энергию.Оба эти процесса преобразования энергии называются эндергоническими и экзергоническими.
  4. Анаболизм в основном направлен на рост тела, а также на его поддержание. Катаболизм используется для плавного выполнения действий в организме.
  5. Анаболизм использует кислород для своих химических процессов и функций, когда тело отдыхает или спит, а катаболизм не использует кислород для своих процессов и функций во время чьей-либо активности.

Как анаболические, так и катаболические процессы необходимы для улучшения функций организма.Как видно, оба процесса противоположны друг другу. Однако без какого-либо из них не работает должным образом, это влияет на обмен веществ.

Вес тела человека является результирующим фактором метаболического процесса. Проще говоря, катаболизм минус анаболизм приводит к массе тела человека. Энергия накапливается анаболическим процессом, тогда как энергия высвобождается в результате катаболического процесса.

Если один только анаболизм функционирует должным образом и не обеспечивается должная катаболическая активность, вес тела повышается.Но обратное неверно, поскольку организму требуются питательные вещества, которые разрушаются в результате катаболического процесса.


  1. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0197458098000335
  2. https://jissn.biomedcentral.com/articles/10.1186/1550-2783-1-2-12
  3. https: //portlandpress.com/biochemj/article-pdf/178/1/1/570783/bj1780001.pdf
сообщить об этом объявлении

Различия между катаболизмом и анаболизмом

Анаболизм и катаболизм — это два разных метаболических метода, которые вместе составляют процесс метаболизма.Анаболизм представляет собой серию реакций, которые производят биомолекулы, необходимые человеческому организму для правильного функционирования.

С другой стороны, катаболизм участвует в расщеплении сложных молекул, таких как белки, гликоген и т. Д., На простые молекулы. Он также расщепляет мономеры, такие как аминокислоты, жирные кислоты и глюкоза.

Определение анаболизма и катаболизма

  • Анаболизм: анаболизм — это серия биохимических реакций, в ходе которых молекулы синтезируются из более мелких компонентов.Это эндергонические реакции, а значит, они не являются спонтанными. Им нужна энергия для прогресса.

Гидролиз АТФ (аденозинтрифосфата) приводит в действие несколько анаболических реакций. Как правило, конденсация и сокращение — это механизмы, ответственные за анаболизм.

  • Катаболизм: это также серия биохимических реакций, которые расщепляют сложные молекулы на простые. Кроме того, этот процесс является спонтанным и термодинамически благоприятным.Таким образом, клетки человеческого тела используют этот процесс для выработки энергии для анаболизма.

Кроме того, катаболизм экзэргонический. Он работает путем гидролиза и окисления, выделяя при этом тепло.

В клетках часто хранятся различные сложные молекулы и сырье. Катаболизм разбивает их, чтобы создать новые продукты. Например, катаболизм полисахаридов, нуклеиновых кислот и белка приводит к образованию моносахаридов, нуклеотидов и аминокислот соответственно.

Примеры анаболизма и катаболизма

Примеры анаболизма: —

  1. Жирная кислота и глицерин реагируют с образованием жирной кислоты.

  2. Аминокислоты соединяются вместе, чтобы получить дипептиды.

  3. Простые сахара объединяются для синтеза воды и дисахаридов.

  4. Вода и диоксид углерода реагируют с образованием глюкозы и кислорода для фотосинтеза.

Примеры катаболизма: —

  1. Кислород и глюкоза реагируют во время клеточного дыхания с образованием воды и углекислого газа.

  2. С помощью катаболизма перекись гидроксида разлагается внутри клеток с образованием воды и кислорода.

[Изображение будет загружено в ближайшее время]

Анаболические и катаболические — основные различия

1. Определение

Первое различие между анаболизмом и катаболизмом — это их определение. Анаболизм — это метаболический процесс, при котором простые вещества превращаются в сложные молекулы. С другой стороны, катаболизм — это когда сложные и большие молекулы распадаются на маленькие.

2. Роль в метаболизме

Катаболизм — это деструктивная фаза метаболизма, тогда как анаболизм — конструктивная.

3. Потребность в энергии и тепле

Еще одно существенное различие между катаболизмом метаболизма и анаболизмом — это потребность в тепле и энергии. Анаболизм — это эндергоническая реакция. Это означает, что для этой реакции требуется энергия АТФ, поскольку она поглощает тепло.

Однако катаболизм, являющийся экзэргонической реакцией, высвобождает энергию АТФ и не требует тепла.

4. Ответственные за гормоны

Гормоны, ответственные за анаболизм, — это эстроген, тестостерон, инсулин и т. Д.Гормоны, ответственные за катаболизм, — это адреналин, кортизол, цитокины и т. Д.

5. Утилизация кислорода

Катаболические и анаболические реакции могут различаться в зависимости от использования ими кислорода. Анаболизм не использует кислород, но катаболизм использует.

6. Преобразование энергии

Преобразование энергии — еще одна точка, где заметны различия в анаболизме и катаболизме. В случае анаболизма кинетическая энергия преобразуется в потенциальную. С другой стороны, для катаболизма преобразование энергии прямо противоположное.

7. Функциональность

Катаболизм функционирует во время активности, но анаболизм действует во время отдыха или сна.

8. Воздействие на человеческий организм

Последним отличием анаболизма от катаболизма является их влияние на человеческий организм. Анаболизм восстанавливает и облагораживает ткани и впоследствии увеличивает мышечную массу. С другой стороны, катаболизм сжигает калории и жиры. Кроме того, он использует продукты, хранящиеся в клетках, для выработки энергии.

Чтобы определить анаболизм и катаболизм, можно упомянуть, что эти две противоположные функции необходимы для выживания человека.Эти два компонента составляют метаболизм, который обеспечивает рост, воспроизводство и позволяет поддерживать жизнедеятельность каждого живого организма.

Помимо разницы между анаболизмом и катаболизмом, вы также можете узнать о других темах биологии из обширной коллекции учебных материалов, доступных на нашем веб-сайте. Вы также можете установить приложение Vedantu на любое интеллектуальное устройство, чтобы делать заметки с собой, куда бы вы ни отправились.

Обзор метаболических реакций | Анатомия и физиология II

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

  • Опишите процесс расщепления полимеров на мономеры
  • Опишите процесс объединения мономеров в полимеры
  • Обсудить роль АТФ в метаболизме
  • Объяснение окислительно-восстановительных реакций
  • Опишите гормоны, регулирующие анаболические и катаболические реакции

В организме постоянно происходят обменные процессы. Метаболизм — это сумма всех химических реакций, которые участвуют в катаболизме и анаболизме. Реакции, управляющие расщеплением пищи для получения энергии, называются катаболическими реакциями. И наоборот, анаболические реакции используют энергию, производимую катаболическими реакциями, для синтеза более крупных молекул из более мелких, например, когда организм формирует белки, связывая аминокислоты. Оба набора реакций имеют решающее значение для поддержания жизни.

Поскольку катаболические реакции производят энергию, а анаболические реакции используют энергию, в идеале использование энергии должно уравновешивать производимую энергию.Если чистое изменение энергии положительное (катаболические реакции выделяют больше энергии, чем используют анаболические реакции), то организм накапливает избыточную энергию, создавая молекулы жира для длительного хранения. С другой стороны, если чистое изменение энергии отрицательное (катаболические реакции выделяют меньше энергии, чем используют анаболические реакции), организм использует накопленную энергию, чтобы компенсировать дефицит энергии, высвобождаемой катаболизмом.

Катаболические реакции

Катаболические реакции расщепляют большие органические молекулы на более мелкие, высвобождая энергию, содержащуюся в химических связях.Эти высвобождения энергии (преобразования) не эффективны на 100 процентов. Количество выделяемой энергии меньше общего количества, содержащегося в молекуле. Примерно 40 процентов энергии, выделяемой в результате катаболических реакций, напрямую передается высокоэнергетической молекуле аденозинтрифосфата (АТФ). АТФ, энергетическая валюта клеток, можно немедленно использовать для питания молекулярных машин, которые поддерживают функции клеток, тканей и органов. Это включает создание новой ткани и восстановление поврежденной ткани.АТФ также можно хранить для удовлетворения будущих потребностей в энергии. Остальные 60 процентов энергии, высвобождаемой в результате катаболических реакций, выделяется в виде тепла, которое поглощают ткани и жидкости организма.

Структурно молекулы АТФ состоят из аденина, рибозы и трех фосфатных групп. Химическая связь между второй и третьей фосфатными группами, называемая высокоэнергетической связью, представляет собой самый большой источник энергии в клетке. Это первая связь, которую разрушают катаболические ферменты, когда клеткам требуется энергия для работы.Продуктами этой реакции являются молекула аденозиндифосфата (АДФ) и одиночная фосфатная группа (P i ). АТФ, АДФ и P постоянно проходят через реакции, которые создают АТФ и накапливают энергию, и реакции, которые разрушают АТФ и высвобождают энергию.

Рис. 1. Аденозинтрифосфат (АТФ) — это энергетическая молекула клетки. Во время катаболических реакций создается АТФ, и энергия сохраняется до тех пор, пока она не понадобится во время анаболических реакций.

Энергия АТФ управляет всеми функциями организма, такими как сокращение мышц, поддержание электрического потенциала нервных клеток и поглощение пищи в желудочно-кишечном тракте.Метаболические реакции, которые производят АТФ, происходят из разных источников.

Рис. 2. Во время катаболических реакций белки расщепляются на аминокислоты, липиды — на жирные кислоты, а полисахариды — на моносахариды. Эти строительные блоки затем используются для синтеза молекул в анаболических реакциях.

Из четырех основных макромолекулярных групп (углеводы, липиды, белки и нуклеиновые кислоты), которые перерабатываются в процессе пищеварения, углеводы считаются наиболее распространенным источником энергии для питания организма.Они принимают форму сложных углеводов, полисахаридов, таких как крахмал и гликоген, или простых сахаров (моносахаридов), таких как глюкоза и фруктоза. Катаболизм сахара расщепляет полисахариды на отдельные моносахариды. Среди моносахаридов глюкоза является наиболее распространенным топливом для производства АТФ в клетках, и поэтому существует ряд механизмов эндокринного контроля, регулирующих концентрацию глюкозы в кровотоке. Избыточная глюкоза либо хранится в качестве запаса энергии в печени и скелетных мышцах в виде сложного полимерного гликогена, либо превращается в жир (триглицерид) в жировых клетках (адипоцитах).

Среди липидов (жиров) триглицериды чаще всего используются для получения энергии посредством метаболического процесса, называемого β-окислением. Около половины лишнего жира хранится в адипоцитах, которые накапливаются в подкожной клетчатке под кожей, тогда как остальная часть хранится в адипоцитах в других тканях и органах.

Белки, которые представляют собой полимеры, можно разделить на их мономеры, отдельные аминокислоты. Аминокислоты можно использовать в качестве строительных блоков новых белков или далее расщеплять для производства АТФ.Когда человек хронически голодает, такое использование аминокислот для производства энергии может привести к истощению организма, поскольку расщепляется все больше и больше белков.

Нуклеиновые кислоты присутствуют в большинстве продуктов, которые вы едите. Во время пищеварения нуклеиновые кислоты, включая ДНК и различные РНК, распадаются на составляющие их нуклеотиды. Эти нуклеотиды легко абсорбируются и транспортируются по всему телу для использования отдельными клетками во время метаболизма нуклеиновых кислот.

Анаболические реакции

В отличие от катаболических реакций, анаболических реакций включают соединение более мелких молекул в более крупные.Анаболические реакции объединяют моносахариды с образованием полисахаридов, жирные кислоты с образованием триглицеридов, аминокислоты с образованием белков и нуклеотиды с образованием нуклеиновых кислот. Эти процессы требуют энергии в виде молекул АТФ, генерируемых катаболическими реакциями. Анаболические реакции, также называемые реакциями биосинтеза , создают новые молекулы, которые образуют новые клетки и ткани и оживляют органы.

Гормональная регуляция обмена веществ

Катаболические и анаболические гормоны в организме помогают регулировать метаболические процессы. Катаболические гормоны стимулируют расщепление молекул и выработку энергии. К ним относятся кортизол, глюкагон, адреналин / адреналин и цитокины. Все эти гормоны мобилизуются в определенное время для удовлетворения потребностей организма. Анаболические гормоны необходимы для синтеза молекул и включают гормон роста, инсулиноподобный фактор роста, инсулин, тестостерон и эстроген. В следующей таблице обобщены функции каждого из катаболических гормонов, а в следующей таблице обобщены функции каждого из них. анаболические гормоны.

Таблица 1. Катаболические гормоны
Гормон Функция
Кортизол Высвобождается из надпочечников в ответ на стресс; его основная роль заключается в повышении уровня глюкозы в крови путем глюконеогенеза (расщепления жиров и белков)
глюкагон Освобождается из альфа-клеток поджелудочной железы либо при голодании, либо когда организму требуется дополнительная энергия; стимулирует расщепление гликогена в печени, повышая уровень глюкозы в крови; его действие противоположно инсулину; глюкагон и инсулин являются частью системы отрицательной обратной связи, которая стабилизирует уровень глюкозы в крови
Адреналин / адреналин Высвобождается в ответ на активацию симпатической нервной системы; увеличивает частоту сердечных сокращений и сократимость сердца, сужает кровеносные сосуды, является бронходилататором, который открывает (расширяет) бронхи легких для увеличения объема воздуха в легких и стимулирует глюконеогенез
Таблица 2.Анаболические гормоны
Гормон Функция
Гормон роста (GH) Синтезируется и выделяется гипофизом; стимулирует рост клеток, тканей и костей
Инсулиноподобный фактор роста (IGF) Стимулирует рост мышц и костей, одновременно подавляя гибель клеток (апоптоз)
Инсулин Производится бета-клетками поджелудочной железы; играет важную роль в метаболизме углеводов и жиров, контролирует уровень глюкозы в крови и способствует усвоению глюкозы клетками организма; заставляет клетки мышц, жировой ткани и печени поглощать глюкозу из крови и хранить ее в печени и мышцах в виде глюкагона; его действие противоположно гликогену; глюкагон и инсулин являются частью системы отрицательной обратной связи, которая стабилизирует уровень глюкозы в крови
Тестостерон Производится семенниками у мужчин и яичниками у женщин; стимулирует увеличение мышечной массы и силы, а также рост и укрепление костей
Эстроген Производится в основном яичниками, а также печенью и надпочечниками; его анаболические функции включают ускорение метаболизма и отложение жира

Нарушения метаболических процессов: синдром Кушинга и болезнь Аддисона

Как и следовало ожидать от фундаментального физиологического процесса, такого как метаболизм, ошибки или сбои в метаболической обработке приводят к патофизиологии или, если их не исправить, к болезненному состоянию.Метаболические заболевания чаще всего являются результатом неправильной работы белков или ферментов, которые имеют решающее значение для одного или нескольких метаболических путей. Нарушение функции белка или фермента может быть следствием генетического изменения или мутации. Однако нормально функционирующие белки и ферменты также могут иметь вредные эффекты, если их доступность не соответствует метаболическим потребностям. Например, чрезмерное производство гормона кортизола вызывает синдром Кушинга. Клинически синдром Кушинга характеризуется быстрым увеличением веса, особенно в области туловища и лица, депрессией и тревогой.Стоит упомянуть, что опухоли гипофиза, вырабатывающие адренокортикотропный гормон (АКТГ), который впоследствии стимулирует кору надпочечников высвобождать избыточное количество кортизола, имеют аналогичные эффекты. Этот косвенный механизм гиперпродукции кортизола называется болезнью Кушинга.

Пациенты с синдромом Кушинга могут иметь повышенный уровень глюкозы в крови и имеют повышенный риск ожирения. Они также показывают медленный рост, накопление жира между плечами, слабые мышцы, боли в костях (потому что кортизол заставляет белки расщепляться с образованием глюкозы посредством глюконеогенеза) и утомляемость.Другие симптомы включают чрезмерное потоотделение (гипергидроз), расширение капилляров и истончение кожи, что может привести к легким синякам. Все методы лечения синдрома Кушинга направлены на снижение чрезмерного уровня кортизола. В зависимости от причины избытка, лечение может быть таким простым, как прекращение использования мазей с кортизолом. В случае опухолей часто используется хирургическое вмешательство для удаления опухоли, вызывающей нарушение. Если операция нецелесообразна, лучевая терапия может использоваться для уменьшения размера опухоли или удаления частей коры надпочечников.Наконец, доступны лекарства, которые могут помочь регулировать количество кортизола.

Недостаточное производство кортизола также проблематично. Надпочечниковая недостаточность, или болезнь Аддисона, характеризуется снижением выработки кортизола надпочечниками. Это может быть следствием нарушения работы надпочечников — они не вырабатывают достаточного количества кортизола — или следствием снижения доступности АКТГ из гипофиза. Пациенты с болезнью Аддисона могут иметь низкое кровяное давление, бледность, крайнюю слабость, утомляемость, медленные или вялые движения, головокружение и тягу к соли из-за потери натрия и высокого уровня калия в крови (гиперкалиемия).Жертвы также могут страдать от потери аппетита, хронической диареи, рвоты, поражений во рту и неоднородного цвета кожи. Диагностика обычно включает анализы крови и визуализацию надпочечников и гипофиза. Лечение включает заместительную терапию кортизолом, которую, как правило, следует продолжать всю жизнь.

Реакции окисления-восстановления

Химические реакции, лежащие в основе метаболизма, включают перенос электронов от одного соединения к другому посредством процессов, катализируемых ферментами.Электроны в этих реакциях обычно исходят от атомов водорода, которые состоят из электрона и протона. Молекула отдает атом водорода в виде иона водорода (H + ) и электрона, разбивая молекулу на более мелкие части. Потеря электрона или окисление высвобождает небольшое количество энергии; и электрон, и энергия затем передаются другой молекуле в процессе восстановления или получения электрона. Эти две реакции всегда происходят вместе в окислительно-восстановительной реакции (также называемой окислительно-восстановительной реакцией) — когда электрон проходит между молекулами, донор окисляется, а реципиент восстанавливается.Окислительно-восстановительные реакции часто протекают последовательно, так что восстановленная молекула впоследствии окисляется, передавая не только только что полученный электрон, но и полученную энергию. По мере развития серии реакций накапливается энергия, которая используется для объединения P i и АДФ с образованием АТФ, высокоэнергетической молекулы, которую организм использует в качестве топлива.

Реакции окисления и восстановления катализируются ферментами, запускающими удаление атомов водорода. Коферменты работают с ферментами и принимают атомы водорода.Двумя наиболее распространенными коферментами окислительно-восстановительных реакций являются никотинамидадениндинуклеотид (NAD) и флавинадениндинуклеотид (FAD) . Их соответствующие восстановленные коферменты — это NADH и FADH 2 , которые являются энергосодержащими молекулами, используемыми для передачи энергии во время создания АТФ.

Обзор главы

Метаболизм — это сумма всех катаболических (расщепление) и анаболических (синтез) реакций в организме.Скорость метаболизма измеряет количество энергии, используемой для поддержания жизни. Организм должен потреблять достаточное количество пищи для поддержания скорости метаболизма, если он хочет выжить очень долго.

Катаболические реакции расщепляют более крупные молекулы, такие как углеводы, липиды и белки из принятой пищи, на составляющие более мелкие части. Они также включают расщепление АТФ, который высвобождает энергию, необходимую для метаболических процессов во всех клетках по всему телу.

Анаболические реакции, или биосинтетические реакции, синтезируют более крупные молекулы из более мелких составных частей, используя АТФ в качестве источника энергии для этих реакций.Анаболические реакции увеличивают костную и мышечную массу, а также создают новые белки, жиры и нуклеиновые кислоты. Реакции окисления-восстановления переносят электроны через молекулы, окисляя одну молекулу и восстанавливая другую, и собирая высвободившуюся энергию для преобразования P i и АДФ в АТФ. Ошибки в метаболизме изменяют переработку углеводов, липидов, белков и нуклеиновых кислот и могут привести к ряду болезненных состояний.

Самопроверка

Ответьте на вопросы ниже, чтобы увидеть, насколько хорошо вы понимаете темы, затронутые в предыдущем разделе.

Вопросы о критическом мышлении

  1. Опишите, как можно изменить метаболизм.
  2. Опишите, как лечить болезнь Аддисона.
Показать ответы
  1. Увеличение или уменьшение мышечной массы приведет к увеличению или уменьшению метаболизма.
  2. Болезнь Аддисона характеризуется низким уровнем кортизола. Один из способов лечения болезни — дать пациенту кортизол.

Глоссарий

анаболических гормонов: гормонов, которые стимулируют синтез новых, более крупных молекул

анаболических реакций: реакций, в результате которых молекулы меньшего размера превращаются в молекулы большего размера

реакций биосинтеза: реакций, которые создают новые молекулы, также называемые анаболическими реакциями

катаболических гормонов: гормонов, которые стимулируют распад более крупных молекул

катаболических реакций: реакций, в ходе которых более крупные молекулы расщепляются на составные части

FADH 2 : молекула с высокой энергией, необходимая для гликолиза

флавинадениндинуклеотид (FAD): кофермент , используемый для производства FADH 2

метаболизм: сумма всех катаболических и анаболических реакций, происходящих в организме

НАДН: высокоэнергетическая молекула, необходимая для гликолиза

никотинамидадениндинуклеотид (НАД): кофермент , используемый для производства НАДН

окисление: потеря электрона

реакция окисления-восстановления: (также, окислительно-восстановительная реакция) пара реакций, в которых электрон передается от одной молекулы к другой, окисляя одну и восстанавливая другую

сокращение: набирание электрона

В чем разница? — Клиника Кливленда

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

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

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

Что такое катаболизм?

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

Катаболизм возникает, когда вы перевариваете пищу. Например, это процесс, при котором кусок хлеба превращается в простые питательные вещества, которые ваше тело может использовать, например, глюкозу (сахар в крови). И если ваше тело не получает пищу и питательные вещества, необходимые для повседневной жизни, катаболизм — это механизм, который расщепляет мышцы и жир для получения энергии.

Что такое анаболизм?

Анаболизм противоположен катаболизму: это механизм, который берет более мелкие единицы, такие как питательные вещества, клетки или аминокислоты, и связывает их вместе, чтобы создать более крупные структуры.

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

Как гормоны влияют на анаболизм и катаболизм?

Гормоны действуют как посланники, сообщая вашему телу, какие функции нужно выполнять.Они вызывают анаболизм и катаболизм.

Катаболические гормоны часто активируются при стрессе, например, при реакции типа «бей или беги». В их числе:

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

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

Могу ли я контролировать свой метаболизм?

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

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

Как еда влияет на анаболизм и катаболизм?

Катаболизм действует независимо от того, что вы даете своему телу, — утверждает ДиМарино.Он расщепляет пищу, независимо от того, является ли она вредной или питательной. Все, что он не использует для получения энергии сейчас, он сохраняет на потом (привет, лишние килограммы).

Но анаболизм — это совсем другое дело. Он функционирует должным образом только тогда, когда вы получаете достаточно питательных веществ из таких продуктов, как овощи, фрукты и нежирное мясо. Ваше тело нуждается в высококачественных строительных блоках, чтобы лечить, восстанавливать и расти.

Что лучше для похудения: анаболические или катаболические тренировки?

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

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

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

Анаболизм и катаболизм — важные части вашего метаболизма. Они подпитывают вашу повседневную деятельность, от бега трусцой до заживления порезов. Лучший способ поддержать эти процессы и ускорить метаболизм — это выработать здоровые привычки. Таким образом, вы будете в лучшей форме, чтобы справиться с любыми жизненными трудностями.

Разница между анаболизмом и катаболизмом (со сравнительной таблицей)

Разница между анаболизмом и катаболизмом в основном характеризуется различиями в типах участвующих субстратов, типах образующихся продуктов и типе метаболической фазы.

Маленькие мономеры функционируют как молекулы субстрата при анаболизме, тогда как большие и сложные полимеры служат молекулами субстрата при катаболизме. Анаболические пути обычно образуют сложных продуктов , в то время как катаболические пути обычно производят более простых продуктов .

Анаболизм — это конструктивный или биосинтетический процесс. , посредством которого маленькие молекулы объединяются с образованием большого сложного соединения. Напротив, катаболизм — это деструктивный или выделяющий энергию механизм , посредством которого большая сложная молекула расщепляется на более мелкие или более простые части.

И анаболизм, и катаболизм — две общие ветви метаболизма , посредством которых клетки тела превращают пищу в энергию. Таким образом, метаболизм необходим для роста, движения и выполнения различных клеточных задач.

Определенный набор из гормонов и регуляторных ферментов контролируют анаболические и катаболические пути. Следовательно, анаболизм и катаболизм — это реакции, катализируемые ферментами. В этом посте обсуждаются ключевые различия между анаболизмом и катаболизмом, а также приводится сравнительная таблица, определения и примеры.

Содержание: анаболизм против катаболизма

  1. Сравнительная таблица
  2. Определение
  3. Примеры
  4. Ключевые отличия
  5. Заключение

Сравнительная таблица

Свойства Анаболизм Катаболизм
Значение Это просто относится к биосинтезу большой биомолекулы из мономерных или более простых единиц Это просто относится к расщеплению большой биомолекулы на маленькие мономерные единицы
Альтернативные названия Биосинтетический или восстановительный метаболизм Энергетический или окислительный метаболизм
Реагенты или субстраты Простые соединения, такие как моносахариды и жирные кислоты Большие биомолекулы, такие как нуклеиновые кислоты и белки
Продукты Большие биомолекулы, такие как полисахариды и триглицериды Маленькие или более простые соединения, такие как нуклеотиды и аминокислоты
Тип метаболической фазы Конструктивная фаза Деструктивная фаза
Механизм Он включает механизм восстановления и конденсации Он включает механизм окисления и гидролиза
Потребляемая энергия Требуется ATP Не требуется ATP
Энергетика реакций Проходит эндергонические реакции Проходит экзэргонические реакции
Вовлечение кислорода Кислород не требуется Возникает в присутствии или отсутствии кислорода, или в обоих случаях
Время работы Работает в основном во время фазы покоя Работает под нагрузкой или во время активной фазы
Преобразование энергии Кинетическая энергия преобразуется в потенциальную Потенциальная энергия преобразуется в кинетическую энергию
Вовлеченные гормоны Эстроген, инсулин, тестостерон и т. Д. Адреналин, глюкагон, кортизол, мелатонин и др.
Основная функция Рост и развитие живой системы Дает энергию для выполнения различных клеточных задач
Во время упражнений Анаболические процессы увеличивают мышечную массу за счет изометрии и подъема тяжестей Катаболические процессы уменьшают жир и калории за счет кардиоупражнений
Примеры Фотосинтез, глюконеогенез и синтез нуклеотидов Клеточное дыхание, гликолиз и ферментация этанола

Определение анаболизма

Биосинтетическая метаболическая фаза включает в себя набор катализируемых ферментами реакций, в результате которых создаются биомолекулы или макромолекулы из простых молекул.Анаболизм — это эндергонический процесс , требующий затрат энергии. Анаболические реакции — несамопроизвольные , т.е. требуют энергии извне.

Преобразует кинетическую энергию в потенциальную. Анаболизм необходим для роста и развития клеток. Он включает реакции конденсации и полимеризации, когда небольшие молекулы конденсируются или полимеризуются в большую биомолекулу.

Этапы

Процесс анаболизма включает три последовательных стадии реакции, катализируемой ферментами:

  1. Сборка прекурсоров : Прекурсоры, такие как аминокислоты, моносахариды и т. Д., собрать.
  2. Потребление энергии : Прекурсоры превращаются в реактивные формы с использованием аденозинтрифосфата в качестве источника энергии.
  3. Образование сложных молекул : Прекурсоры превращаются в сложные молекулы, такие как белки, полисахариды и т. Д.

Определение катаболизма

Он относится к метаболическому процессу, который включает в себя набор катализируемых ферментами реакций, разрушающих большие биомолекулы или макромолекулы на простые или микромолекулы.Катаболизм — это экзергоническая реакция , высвобождающая энергию в форме аденозинтрифосфата. Катаболические реакции обычно спонтанные , что означает, что клетки могут использовать высвобождаемую энергию в различных формах.

Преобразует потенциальную энергию в кинетическую. Катаболизм высвобождает АТФ, который необходим для выполнения клеточной и физической активности. Он включает в себя реакции пищеварения и разложения, поскольку большие молекулы расщепляются на мелкие микромолекулы.

Этапы

Процесс катаболизма включает три последовательных стадии реакции, катализируемой ферментами:

  1. Молекулярное пищеварение : большие биомолекулы распадаются на более мелкие или более простые формы.Например, фермент «Протеазы» облегчает переваривание белка до отдельных аминокислот.
  2. Выделение энергии : Распад биомолекулы высвобождает некоторую энергию в виде тепла, а также энергии. Аденозинтрифосфат выделяется в качестве источника энергии.
  3. Накопленная энергия : Клетка накапливает АТФ для выполнения различных клеточных задач, таких как рост, размножение и дифференцировка.


Примеры анаболических реакций

Фотосинтез в растениях : это анаболический процесс, осуществляемый автотрофными растениями.Они производят различные формы углеводов, такие как глюкоза, целлюлоза, крахмал и т. Д., Фиксируя атмосферный углекислый газ и используя солнечную энергию.

Глюконеогенез : это анаболический путь, посредством которого неуглеводные молекулы-предшественники, то есть трехуглеродные соединения (пируват или лактат), производят гексозный сахар, то есть глюкозу. Возникает при недостаточном питании или длительном голодании.

Синтез нуклеотидов : Это анаболическая реакция, в которой комбинация азотистого основания, пентозного сахара и фосфата образует нуклеотид посредством гидролиза АТФ.

Примеры катаболических реакций

Дыхание растений : Это катаболический процесс, осуществляемый автотрофными растениями. Здесь они окисляют органические формы углерода, то есть углеводы (например, глюкозу, крахмал и т. Д.), С образованием энергии (АТФ) с побочными продуктами, такими как диоксид углерода и вода. Все клеточное дыхание производит 32 молекулы АТФ тремя последовательными путями, такими как гликолиз, цикл TCA и цепь переноса электронов.

Гликолиз : это катаболический путь, посредством которого набор ферментов окисляет гексозный сахар (глюкозу) с образованием двух молекул трехуглеродного соединения, т.е.е. пируват. Окисление на одну молекулу глюкозы дает 2 молекулы АТФ.

Алкогольный или Ферментация этанола : Организмы, такие как дрожжи, анаэробно превращают сахара, такие как глюкоза или сахароза, в клеточную энергию АТФ и этанол с двуокисью углерода в качестве побочного продукта.

Ключевые различия между анаболизмом и катаболизмом

  1. Анаболизм — это конструктивный путь , который обеспечивает биосинтез макромолекул через ассоциацию мономерных или более простых единиц.Катаболизм — это деструктивный путь , который приводит к разложению сложных макромолекул до мономерных или более простых форм.
  2. Анаболические реакции облегчают конденсацию простых соединений, таких как моносахариды и жирные кислоты, в большие биомолекулы, такие как полисахариды и триглицериды, соответственно. Катаболические реакции вызывают деградацию больших биомолекул, таких как нуклеиновые кислоты и белки, до небольших или более простых соединений, таких как нуклеотиды и аминокислоты, соответственно.
  3. Анаболизм — это эндергонический механизм , который потребляет энергию в форме аденозинтрифосфата. Напротив, катаболизм — это экзергонический механизм , который высвобождает энергию в виде аденозинтрифосфата.
  4. Катаболические гормоны, такие как адреналин, глюкагон, кортизол, мелатонин и т. Д., Вызывают катаболические реакции в нашем организме и функционируют в течение активной фазы . Анаболические гормоны, такие как эстроген, инсулин, тестостерон и т. Д., Влияют на анаболизм в нашем организме, работая во время фазы покоя .
  5. Катаболизм играет важную роль в обеспечении энергии клеткам для выполнения различных задач, тогда как анаболизм играет ключевую роль в росте клеток и развитии .
  6. Фотосинтез, глюконеогенез и синтез нуклеотидов являются примерами анаболических реакций. Клеточное дыхание, гликолиз и ферментация этанола являются примерами катаболических реакций.
Заключение

Анаболизм и катаболизм — это процессы, через которые мы проходим в повседневной жизни.Например, солнце является основным источником энергии для всех форм жизни. Например, производители или автотрофы, такие как растения, используют энергию, выделяемую солнечными реакциями слияния, для образования сахаров, которые могут быть в форме моно-, ди- и полисахаридов. Таким образом, фотосинтез — это анаболический процесс.

Затем потребители, такие как животные и люди, потребляют пищу, содержащую сложные полисахариды, витамины, белки и т. Д., И переваривают их в более простые формы, чтобы получить энергию за счет фосфорилирования АДФ.Клетки используют энергию для создания тканей и других структур тела. Таким образом, переваривание пищи является катаболическим процессом. Следовательно, анаболизм и катаболизм — это два процесса, которые происходят снова и снова.

23.7A: Катаболико-анаболическое устойчивое состояние — Medicine LibreTexts

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

ПРИМЕРЫ

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

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

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

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

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

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

Анаболизм — определение и примеры

Анаболизм
сущ., Множественное число: анаболизм
[ə.ˈnæ.bə.ˌlɪ.zəm]
Определение: конструктивный метаболизм

Определение анаболизма

Метаболические процессы включают преобразование одной молекулы другой — через последовательность химических реакций, которые могут потреблять или высвобождать энергию.Метаболизм включает в себя различные процессы, которые поддерживают нормальное функционирование тел живых организмов. Он организует использование энергии в организме, а также доступность различных молекул через различные катаболические и анаболические пути биосинтеза.

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

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

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

Рисунок 1: анаболические и катаболические пути. Предоставлено: анатомия и физиология OpenStax, CC BY-SA 4.0. Анаболизм (биологическое определение): Процесс, включающий последовательность химических реакций, которые создают или синтезируют молекулы из более мелких единиц, обычно требуя ввода энергии (АТФ) в этот процесс. Этимология: Греческое ἀνα- (ана), что означает «вверх», и βάλλω (bállō), что означает «я бросаю» + -ism. Синоним: конструктивный метаболизм. Сравните: катаболизм

Pathway

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

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

Верно ли, что клеточное дыхание — это анаболический процесс? Клеточное дыхание — это катаболический процесс, при котором само растение может потреблять произведенные сахара для производства молекул АТФ и получения энергии посредством катаболических путей.

Этапы анаболизма

Анаболизм делится на три этапа. Это:

Этап 1: Образование предшественников

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

Стадия 2: потребление энергии

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

Стадия 3: образование сложной молекулы

Эта стадия влечет за собой образование сложных больших молекул, таких как белки, полисахариды, липиды и нуклеиновые кислоты, из их активных предшественников.

Рис. 2: Этапы анаболизма — на примере синтеза ДНК. Источник: Мария Виктория Гонзага из Biology Online.

Источник энергии

Анаболизм — это процесс, потребляющий энергию. Используемая энергия получается из клеточного дыхания, которое является катаболическим процессом производства АТФ.Энергия используется в анаболизме, чтобы активировать предшественники или соединить их вместе. Источники энергии различаются там, где реакции в растениях требуют энергии солнечного света, тогда как хемогетеротрофы получают энергию из реакций окисления неорганических веществ. Хемогетеротрофное определение включает организмы, которые способны производить собственные источники энергии, используя неорганические вещества в качестве субстратов для анаболических процессов.

Кофакторы

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

Субстраты

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

Функции

Анаболизм (медицинское определение) включает процессы, которые опосредуют рост и развитие живых организмов.Как дифференциация клеток, так и увеличение размеров тела происходят в результате разных анаболических процессов. Анаболические функции создают различные ткани и органы. Они также увеличивают размер мышц и костей.

Анаболические гормоны

Гормоны бывают катаболическими или анаболическими, в зависимости от стимулируемой части метаболизма. Наиболее важными анаболическими гормонами являются инсулин, гормон роста, эстроген и тестостерон. Гормон инсулина стимулирует синтез скелетных мышц, липидов и гликогена, в то время как стероиды и гормоны роста увеличивают общую массу тела, ускоряя анаболизм белков в организме.

Фотосинтетический синтез углеводов

Фотосинтетический синтез углеводов — это анаболический процесс, который происходит у некоторых бактерий и растений. Он производит крахмал, глюкозу, целлюлозу, белки и липиды из углекислого газа, используя энергию, полученную в результате световых реакций во время фотосинтеза. В этом процессе органические кислоты превращаются в моносахариды, а затем они используются для синтеза полисахаридов, таких как крахмал.

ПРОЧИТАЙТЕ: Метаболизм растений — Фотосинтез (Учебное пособие по биологии)

Биосинтез аминокислот

В организме 20 аминокислот.Во время синтеза белка аминокислоты соединяются пептидными связями. Промежуточные продукты, полученные из катаболических путей пентозофосфатного пути, цикла лимонной кислоты и гликолиза, используются в синтезе аминокислот.

Например:

  • Предшественником аминокислоты гистидин является глюкозо-6-фосфат , который получают в результате гликолиза
  • Общий предшественник валина , аланина и аланина и аланина . пируват из цикла лимонной кислоты
  • Оксалоацетат используется для синтеза метионина, , лизина, треонина, аспартата, и аспарагина

Гликоген в форме хранилища гликогена

гликоген

хранится в Glycogen.Гликоген — это большой сложный полимер молекул глюкозы. Гликоген синтезируется анаболическим путем и снова расщепляется, когда организму требуется энергия через катаболические пути. Когда уровень сахара в крови высок, активируется гликогенсинтаза; он производит гликоген, который хранится в печени и скелетных мышцах. В периоды низкого уровня сахара в крови гликоген служит для поддержания уровня глюкозы в крови, чтобы обеспечить мозг адекватным питанием.

Глюконеогенез

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

В процессе глюконеогенеза пируват превращается в глюкозу. Пируват получается при расщеплении аминокислот, лактата, глицерина или глюкозы. Глюконеогенез — это процесс, обратный гликолизу, но он использует разные ферменты, которые действуют только в одном направлении.

Чистая реакция глюконеогенеза:
2 пирувата + 2 GTP + 4 ATP + 2 NADH + 6 H 2 O + 2 H + → Глюкоза + 2 GDP + 4 ADP + 2 NAD + + 6 Pi

Примеры анаболизма

Анаболические процессы отвечают за создание и синтез молекул.Примерами анаболических процессов являются минерализация и рост костей и анаболизм мышц, который помогает наращивать мышечную массу тела. Более того, анаболизм (определение в анатомии) включает синтез макромолекул, таких как белки, гликоген, аминокислоты и полисахариды, для поддержания нормальной функции различных органов тела.

Регламент

Анаболизм регулируется различными гормонами и ферментами. Анаболические ферменты отличаются от катаболических ферментов, которые действуют в одном направлении только для того, чтобы контролировать скорость анаболических и катаболических процессов.Другой регулятор анаболических и катаболических процессов — АТФ или энергетический заряд в клетке. Клетки с высокой энергией благоприятствуют анаболическим путям потребления АТФ при производстве и хранении. Низкий уровень АТФ стимулирует катаболические процессы, разрушающие большие молекулы с целью образования АТФ.

Анаболизм и катаболизм

Метаболизм относится ко всем химическим реакциям, участвующим в превращении одной молекулы в другую. Его можно разделить на две группы: катаболические реакции (катаболизм) и анаболические реакции (анаболизм).

Таблица 1: Различия между анаболизмом и катаболизмом

Анаболизм Катаболизм
Анаболизм относится к последовательности химических реакций, которые создают или синтезируют молекулы из более мелких единиц. Катаболизм включает в себя серию разрушающих химических реакций, которые расщепляют сложные молекулы на более мелкие единицы.
Анаболические реакции обычно требуют затрат энергии.Многие из этих реакций подпитываются гидролизом АТФ. Катаболические реакции часто высвобождают энергию в процессе.
Анаболизм предназначен для синтеза сложных молекул, необходимых для построения органов и тканей. Следовательно, он отвечает за увеличение размера тела. Катаболизм предназначен для разложения сложных молекул, которые по существу обеспечивают простые молекулы и / или высвобождают энергию, которая может использоваться для других метаболических процессов.
Примерами анаболизма являются рост и минерализация костей, а также наращивание мышечной массы. Распад белков на аминокислоты, гликогена на глюкозу и триглицеридов на жирные кислоты являются одними из катаболических процессов.

Гормоны обычно классифицируются как анаболические или катаболические в зависимости от их влияния на метаболические процессы. Анаболические гормоны — это эстроген, тестостерон, гормоны роста и инсулин. Катаболические гормоны — это адреналин, глюкагон, кортизол и т. Д.

Ссылки

  • Berg, J.