Катаболизм что это такое


Катаболизм — Википедия

Катаболи́зм (от греч. καταβολή, «сбрасывание, разрушение»), также энергетический обмен, или диссимиляция — процесс метаболического распада (деградации) сложных веществ на более простые или окисления какого-либо вещества, обычно протекающий с освобождением энергии в виде тепла и в виде молекулы АТФ, универсального источника энергии всех биохимических процессов.[1] Катаболические реакции лежат в основе диссимиляции: утраты сложными веществами своей специфичности для данного организма в результате распада до простых.

Примерами катаболизма являются:

Интенсивность катаболических процессов и преобладание тех или иных катаболических процессов в качестве источников энергии в клетках регулируется гормонами. Например:

C6h22O6+6O2⟶6CO2+6h3O+Q{\displaystyle {\ce {{C6h22O6}+ 6 {O2}-> 6 {CO2}+ 6 {h3O}+ {Q}}}}
(точнее, увеличивая её анаболизм, индуцируя накопление глюкозы в виде гликогена в печени и мышечной ткани, уменьшая тем самым концентрацию глюкозы в крови и лимфе, опосредуя гипогликемию),
  • инсулин, напротив, ускоряет катаболизм глюкозы и тормозит катаболизм белков.

Катаболизм является противоположностью анаболизма — процессу синтеза или ресинтеза новых, более сложных, соединений из более простых, протекающему с расходованием, затратой энергии АТФ. Соотношение катаболических и анаболических процессов в клетке регулируется гормонами. Например, адреналин или глюкокортикоиды сдвигают баланс обмена веществ в клетке в сторону преобладания катаболизма, а инсулин, соматотропин, тестостерон — в сторону преобладания анаболизма.

Пластический и энергетический обмены[править | править код]

Питательные вещества — это любое вещество, пригодное для еды и питья живым организмам для пополнения запасов энергии и необходимых ингредиентов для нормального течения химических реакций обмена веществ: белков, жиров, углеводов, витаминов, минералов и микроэлементов.

Метаболизм — это совокупность всех химических реакций, происходящих в организме. Значение метаболизма состоит в создании необходимых организму веществ и обеспечении его энергией. Выделяют две составные части метаболизма — катаболизм и анаболизм.

Катаболизм (энергетический обмен) — процесс метаболического распада, разложения на более простые вещества (дифференциация) или окисления какого-либо вещества, обычно протекающий с высвобождением энергии в виде тепла и в виде АТФ.

Анаболизм (пластический обмен) — совокупность химических процессов, составляющих одну из сторон обмена веществ в организме, направленных на образование клеток и тканей. За счет анаболизма происходит рост, развитие и деление каждой клетки.

Обмен веществ между организмом и окружающей средой — необходимое условие существования живых существ, это один из основных признаков живого. Из внешней среды организм получает кислород, органические вещества, минеральные соли, воду. Во внешнюю среду отдаёт конечные продукты распада: углекислый газ, излишки воды, минеральных солей, мочевину, соли мочевой кислоты и некоторые другие вещества.

У человека в течение жизни почти все клетки организма сменяются несколько раз. Кровь за год полностью обновляется 3 раза, за сутки меняется 450 млрд эритроцитов, до 30 млрд лейкоцитов, 1/75 всех костных клеток скелета, до 50 % эпителиальных клеток желудка и кишечника.

Энергия, высвобождающаяся при распаде органических веществ, не сразу используется клеткой, а запасается ею в виде высокоэнергетических соединений, как правило, в виде АТФ. АТФ — нуклеотид, состоящий из аденина, рибозы и трёх остатков фосфорной кислоты, соединяющихся между собой макроэргическими связями.

В этих связях запасена энергия, которая высвобождается при их разрыве:

  • АТФ+Н2О -> АДФ+Н3РО4+Q1,
  • АДФ+Н2О->АМФ+Н3РО4+Q2,
  • АМФ+Н2О->аденин+рибоза+Н3РО4+Q3,

где АТФ-аденозинтрифосфорная кислота; АДФ-аденозиндифосфорная кислота; АМФ-аденонмонофосфорная кислота; Q1 = Q2 = 30,6 кДж.

Запас АТФ в клетке ограничен и пополняется благодаря процессу фосфорилирования. Фосфорилирование — присоединение остатка фосфорной кислоты к АДФ (АДФ+Ф->АТФ). В результате превращений эти вещества попадают в клетки. Здесь они расщепляются (глюкоза - до воды и углекислого газа). Высвобожденная энергия используется клетками для поддержания своей жизнедеятельности. Этот процесс называется энергетическим обменом. Пластический и энергетический обмены происходят одновременно и неразрывно связаны друг с другом, но не всегда являются уравновешенными. Чаще всего это связано с возрастом человека.

I этап, подготовительный[править | править код]

Сложные органические соединения распадаются на простые под действием пищеварительных ферментов, при этом выделяется только тепловая энергия.

  • Белки → аминокислоты
  • Жиры → глицерин и жирные кислоты
  • Крахмал → глюкоза

II этап, гликолиз (бескислородный)[править | править код]

Осуществляется в цитоплазме, с мембранами не связан. В нём участвуют ферменты; расщеплению подвергается глюкоза и происходит образование двух молекул пировиноградной кислоты CH3COCOOH. 60 % энергии рассеивается в виде тепла, а 40 % — используется для синтеза 2 молекул АТФ. Кислород не участвует.

C6h22O6⟶2Ch4COCOOH+2АТФ{\displaystyle {\ce {{C6h22O6}-> 2{Ch4COCOOH}+ 2 {АТФ}}}}

III этап, клеточное дыхание (кислородный)[править | править код]

Осуществляется в митохондриях, связан с матриксом митохондрий и внутренней мембраной. В нём участвуют ферменты, кислород. Расщеплению подвергается молочная кислота. СО2 выделяется из митохондрий в окружающую среду. Атом водорода включается в цепь реакций, конечный результат которых — синтез АТФ.

  • Биологический энциклопедический словарь / глав. ред. М. С. Гиляров. — М.: Советская энциклопедия, 1986. — С. 250.

ru.wikipedia.org

что это такое, общий путь и этапы процесса в организме

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

Суть

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

В биохимическом понимании катаболизм — это распад сложных веществ на более простые или же окисление различных молекул. Процесс протекает с высвобождением энергии:

  • тепла;
  • молекул АТФ — основного источника энергии любой биохимической реакции.

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

  • Гормонов, так как указанные вещества — главные регуляторы катаболизма и анаболизма.
  • Необходимости в изменении баланса.
  • Питания.
  • Скорости метаболизма.
  • Количества сна.
  • Других факторов.

Рассмотрим на простом примере процессы оптимизации ресурсов организма. Изначально, в течение дня, организм стремиться к расщеплению энергии и синтезу новых клеток.

В ночное время, происходит перезагрузка, и он начинает убивать ненужные клетки, расщепляя их, и подготавливаясь к обновлению.

В случае возникновения стрессовых нагрузок, катаболические процессы значительно ускоряются. Однако, в этом случае, ускорение катаболизма происходит в качестве подготовки к мощному анаболическому скачку. Умертвляются и разрушаются все клетки, которые неспособны выдерживать новые уровни нагрузок, заменяясь более мощными и сильными.

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

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

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

Физиология

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

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

Этапы

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

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

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

  • Изменение режима дня, уменьшение сна.
  • Необычная нагрузка на мышцы.
  • Изменение плана питания.
  • Увеличение потребления адреналиновых стимуляторов.

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

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

Если в организме нет резервных средств для восстановления, то начинается этап оптимизации. В этот момент синтез АТФ и гликогена прекращается, а сам организм уменьшает потребление энергии, за счет разрушения энергопотребителей.

Самыми главными энергопотребителями являются мышцы и мозг.

Вывод: голодание провоцирует не только падение мышечной массы, но и разрушение мозга. Поэтому люди, которые постоянно испытывают дефицит калорий, становятся фактически тупее своих сытых собратьев.

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

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

В процессы катаболизма входят:

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

Это далеко не все, что происходит во время катаболизма.

В целом, в биохимии этапы общего пути катаболизма проходят следующим образом:

  1. Расщепление в желудочно-кишечном тракте — цепь реакций, в результате которых сложные молекулы превращаются в более простые метаболиты. Так получаются глюкоза, жирные кислоты, аминокислоты.
  2. Специфические катаболические пути — расщепление простых метаболитов до пировиноградной кислоты или ацетил-КоА.
  3. Окислительное декарбоксилирование пирувата, цитратный цикл, дыхательная цепь — финальный этап катаболизма, в результате которых из пищевых компонентов образуются конечные продукты (источник — Учебник «Биологическая химия», Северин).

Биохимические процессы довольно сложны, и в каждом случае катаболизм проходит индивидуально.

Как замедлить?

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

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

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

Для увеличения анаболических процессов, нужно постоянно подпитывать организм энергией и строителями.

Именно поэтому опытные бодибилдеры питаются по 5-8 раз в день, строго в определенное время.

Для увеличения времени анаболических процессов нужно есть трудноперевариваемую пищу (сложные углеводы, обильно снабженные клетчаткой), и употреблять не менее 2-х грамм белка на килограмм чистой массы.

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

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

Продукты для замедления катаболизма

Как мы раньше уже упоминали, в спортивных дисциплинах важно соблюдать правильный баланс между анаболизмом и катаболизмом.

Однако для этого не обязательно принимать анаболики. Достаточно использовать продукты, которые снижают скорость катаболизма, тем самым провоцируя положительный баланс анаболических процессов по отношению к катаболизму.

Продукт

Принцип воздействия

Корень имбиряЯвляется прямым стимуляторов выработки андрогенного гормона
КофеинЯвляется мощным адреналиновым стимулятором
ЛимонВитамин С – замедляет процессы окисления и распада мышц
МясоБелковая структура, которая позволяет сместить баланс анаболизма по отношению к катаболизму
ЯйцаБелковая структура, которая позволяет сместить баланс анаболизма по отношению к катаболизму
МолокоБелковая структура, которая позволяет сместить баланс анаболизма по отношению к катаболизму
ТрибулусЯвляется прямым стимуляторов выработки андрогенного гормона
Сложные углеводыПрекращает распад мышечных структур для получения энергии
Полинасыщенные омега 9 кислотыЯвляются предвестниками холестерина
Продукты содержащие полезный холестеринХолестерин – позволяет значительно увеличить выработку анаболических гормонов, снизив уровень катаболизма практически до нуля

Итог

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

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

Оцените материал

Эксперт проекта. диагностика, лечение, первичная, вторичная профилактика заболеваний почек, суставов, сердечно-сосудистой системы; дифференциальная диагностика заболеваний различных органов и систем; рекомендации по диетическому питанию, физическим нагрузкам, лечебной физкультуре, подбор индивидуальной схемы питания.

Редакция cross.expert

cross.expert

этапы и процессы, как избежать распада мышц в бодибилдинге

Один из злейших врагов бодибилдера – катаболизм, который препятствует главной цели спортсмена: увеличение мышечной массы, то есть анаболизму. Катаболизм является естественным процессом и, в некоторых случаях, защищает организм, добывая энергию во время стрессовых ситуаций. Но при строительстве тела его необходимо избегать, иначе можно получить даже обратный результат. Поэтому начинающим спортсменам важно знать, как избежать разрушительных процессов и что их провоцирует.

Что такое катаболизм

Катаболизм – это процесс разрушения сложных молекул, необходимый для высвобождения энергии, заключенной в их структуре.

Что происходит в процессе катаболизма?

Этот процесс во многом организму необходим, например, разрушение сложных углеводов до моносахаридов или белков до аминокислот – естественный процесс расщепления питательных веществ, кстати, который необходим и для дальнейшего анаболизма.

А вот процесс разрушения мышечных белков, в момент голода, стресса, необходимый для поддержания энергии в организме, является противоположным набору массы результатом. Вместо роста мышц — их разрушение. А происходит это по причинам влияния гормонов стресса: кортизола и адреналина. К примеру, при длительном голодании или после ночного сна вырабатывается кортизол, под влиянием которого начинается процесс разрушения.

Этапы катаболизма

Первый этап катаболизма – подготовительный

Здесь происходит расщепление молекул до их составляющих в безкислородной среде:

  • из белков получаются аминокислоты;
  • из сложных углеводов – моносахариды;
  • из жиров – спирты и жирные кислоты.

Этот процесс происходит в органах ЖКТ или, как в случае с разрушением мышечной ткани, в клетках организма, но еще пока без высвобождения энергии.
 

Второй этап – универсализации

После распада на составляющие соединения, молекулы продолжают метаболизироваться так же в безкислородной среде, образовываясь в такие вещества, как: пировиноградная кислота, ацетоуксусная и другие кетокислоты, ацетилкоэнзим А и сукцинилкоэнзим А. При этом только частично высвобождая энергию (аденозинтрифосфат).

Третий этап – полный распад

Это заключительный процесс, происходящий в митохондриях при участии кислорода. В итоге, получившиеся на предыдущем этапе метаболиты окисляются до Н2О и CO2 с полным высвобождением энергии (АТФ).

Как избежать катаболизма мышц при тренировках

  • В первую очередь, самым ярым врагом мышц является утреннее голодание. В этот момент концентрация кортизола находится на пике. Ночью истощаются запасы гликогена, и для того, чтобы их подпитать организм возьмет энергию из мышечного белка. Соответственно, перед сном так же необходимо получить питательные вещества, которые постепенно будут расщепляться, предупреждая катаболизм.
  • Утром необходимо сразу принимать пищу, а лучше – аминокислоты из спортивного питания: полного цикла и ВСАА. Они быстрее расщепляются – до 30 минут, в то время как завтрак будет усваиваться в разы дольше. Еще одним способом устранения распада мышечного белка является прием протеинового коктейля или гейнера, который помимо белка содержит быстроусваиваемые углеводы. Естественно полноценный прием пищи отменять нельзя. Пренебрегая сложными углеводами и жирами невозможно ни сохранить, ни создать новые мышцы. Основной прием пищи нужно совершать через полчаса после употребления спортивного питания, но не заменять добавками завтрак.
  • Предупредить разрушительные процессы можно только полноценным и частым питанием. То есть нельзя дожидаться голода, каждый прием примерно через три часа. Помимо этого, количество питательных веществ и их соотношение должно быть урегулировано. Предотвратить катаболические процессы можно при условии, если ежедневно в организм поступает как минимум 1-2 грамма белка на каждый килограмм веса, а для роста массы до трех грамм.
  • Углеводы играют непосредственную роль в борьбе с разрушением мышц, именно энергия из углеводов препятствует распаду мышечной ткани для получения недостающей энергии. Углеводы должны поступать в количестве 3-4 грамм на каждый килограмм. Жиры тоже являются источниками энергии, тем более по сравнению с другими веществами, 1 г жира содержит целых 9 килокалорий. Если придерживаться правильного соотношения, мышечный катаболизм от недоедания не грозит.

Что касается самого тренинга, он так же может стать причиной разрушения мышц из-за высокой интенсивности или длительности, истощения питательных веществ и сил.
 


 
Предупредить распад мышц во время нагрузки можно несколькими способами:
  1. Принять пищу, богатую углеводами и белками за полтора часа до тренировки.
  2. Принять порцию аминокислот за полчаса до нагрузки.
  3. Не превышать длительность нагрузок, не выходить за пульсовые нормы.
  4. Принимать пищу или спортивные добавки: гейнер и протеин в течение 30-40 минут с момента завершения тренировки, чтобы снизить кортизол.

Завершая день, важно принять белковую пищу, а лучше казеиновый протеин, перед сном. Медленный распад казеина до аминокислот ночью максимально сохранит мышечную ткань и снизит катаболический эффект.

Заключение

Чтобы избежать подготовительного этапа катаболизма и уберечь мышечную ткань, необходимо своевременно обеспечить организм нужными питательными веществами для дальнейшего метаболизма. В этом случае организму не придется брать энергию из собственных тканей. Чтобы защитить мышцы, важно своевременно употреблять и жиры, и сложные углеводы для длительного высвобождения энергии, а также белки, чтобы сохранить или увеличить объем мышц.

Катаболизм в видео формате

А также читайте, основные типы телосложения →

bodybuilding-and-fitness.ru

разрушать или созидать. катаболизм мышц что это такое простым языком

Что влияет на метаболизм

Скорость обмена веществ может быть нормальной, высокой или замедленной. Существует определенный перечень факторов, которые влияют на этот показатель. Знание того, что может повилять на метаболизм, поможет вам контролировать этот процесс, избегать лишних килограммов или, наоборот, набрать. Все эти факторы относятся к питанию и привычкам, к примеру:

  1. Мышечная масса. Наличие мышц – определяющий фактор, которые влияет на скорость метаболизма. Один килограмм мускулатуры сжигает до 200 ккал за сутки, жировая ткань за это же время избавит вас не больше, чем от 50 ккал. По этой причине у спортсменов нет проблем с лишним весом, интенсивные занятия ускоряет процесс сжигания накоплений. Мышечная масса влияет на обменные процессы 24 часа в сутки. А не только во время занятий спортом.
  2. Частота, количество приемов пищи. Большие промежутки между едой пагубно сказываются на метаболизме. Организм начинает делать запасы, откладывать на случай голода при длительных перерывах. Рекомендуют все диетологи делать дробное питании 5-6 раз за сутки, небольшие порции для того, чтобы приглушить голод, но не переедать. Оптимальный промежуток между приемами пищи – 3 часа.
  3. Продукты питания. Непосредственное влияние на обмен веществ оказывает и то, что вы едите. Часто в диетах исключают из рациона полностью животные, растительные жиры, но их отсутствие приводит к замедленному производству гормонов, что замедляет метаболизм.
  4. Напитки. Питьевой режим помогает ускорить процесс расщепления при должном количество простой воды, чай, кофе или сок не учитывается в общем водном балансе. За день рекомендуется выпивать не мене 1,5-2,5 л воды.
  5. Генетика. Происходит обмен веществ в клетке, поэтому генетические данные программируют их на определенный режим. Ускоренный метаболизм многих людей является «подарком» от родителей.
  6. Обмен веществ организму может серьезно замедлить психоэмоциональные сильные потрясениях.
  7. Диеты. Те рационы питания, которые накладывают сильные ограничения на какие-то продукты часто становятся причиной резкой снижения скорости обмена веществ, что пагубно сказывается на всем организме.
  8. Заболевания. Разного рода патологии, гормональные отклонения влияют на обмен веществ и энергии.
  9. Половая принадлежность. У мужчин и женщин существуют отличия в обменных процессах.

Отказ от голодания

Очень часто, люди, стремящиеся к похудению, начинают очень сильно ограничивать себя в питании. Иногда диеты подразумевают критическое недоедание в виде дефицита 70% калорийности. Все это они рекомендуют запивать водой или ромашковым чаем. Да, в краткосрочной перспективе такое голодание поможет сбросить 1-2 килограмма, однако в более длительном периоде наступит метаболическая адаптация в виде глобального замедления.

Поэтому не рекомендуется голодать. Если вы хотите похудеть быстрее, используйте БУЧ или обманывайте свой метаболизм другим способом.

В этом могут помочь салаты и белковые продукты (которые довольно долго расщепляются но при этом равны энергетической ценности углеводам).

Обмен веществ и энергии

Пластический и энергетический обмены

Питательные вещества — это любое вещество, пригодное для еды и питья живым организмам для пополнения запасов энергии и необходимых ингредиентов для нормального течения химических реакций обмена веществ: белков, жиров, углеводов, витаминов, минералов и микроэлементов.

Метаболизм — это совокупность всех химических реакций, происходящих в организме. Значение метаболизма состоит в создании необходимых организму веществ и обеспечение его энергии. Выделяют две составные части метаболизма — катаболизм и анаболизм.

Катаболизм (энергетический обмен) — процесс метаболического распада, разложения на более простые вещества (дифференциация) или окисления какого-либо вещества, обычно протекающий с высвобождением энергии в виде тепла и в виде АТФ.

Анаболизм (пластический обмен) — совокупность химических процессов, составляющих одну из сторон обмена веществ в организме, направленных на образование клеток и тканей. За счет анаболизма происходит рост, развитие и деление каждой клетки.

Обмен веществ между организмом и окружающей средой — необходимое условие существования живых существ, это один из основных признаков живого. Из внешней среды организм получает кислород, органические вещества, минеральные соли, воду. Во внешнюю среду отдаёт конечные продукты распада: углекислый газ, излишки воды, минеральных солей, мочевину, соли мочевой кислоты и некоторые другие вещества.

У человека в течение жизни почти все клетки организма сменяются несколько раз. Кровь за год полностью обновляется 3 раза, за сутки меняется 450 млрд эритроцитов, до 30 млрд лейкоцитов, 1/75 всех костных клеток скелета, до 50 % эпителиальных клеток желудка и кишечника.

Энергия, высвобождающаяся при распаде органических веществ, не сразу используется клеткой, а запасается ею в виде высокоэнергетических соединений, как правило, в виде АТФ. АТФ — нуклеотид, состоящий из аденина, рибозы и трёх остатков фосфорной кислоты, соединяющихся между собой макроэргическими связями.

В этих связях запасена энергия, которая высвобождается при их разрыве:

  • АТФ+Н2О -> АДФ+Н3РО4+Q1,
  • АДФ+Н2О->АМФ+Н3РО4+Q2,
  • АМФ+Н2О->аденин+рибоза+Н3РО4+Q3,

где АТФ-аденозинтрифосфорная кислота; АДФ-аденозиндифосфорная кислота; АМФ-аденонмонофосфорная кислота; Q1 = Q2 = 30,6 кДж.

Запас АТФ в клетке ограничен и пополняется благодаря процессу фосфорилирования. Фосфорилирование — присоединение остатка фосфорной кислоты к АДФ (АДФ+Ф->АТФ). В результате превращений эти вещества попадают в клетки. Здесь они расщепляются (глюкоза — до воды и углекислого газа). Высвобожденная энергия используется клетками для поддержания своей жизнедеятельности. Этот процесс называется энергетическим обменом. Пластический и энергетический обмены происходят одновременно и неразрывно связаны друг с другом, но не всегда являются уравновешенными. Чаще всего это связано с возрастом человека.

Влияние сна на скорость метаболизма

Как еще можно улучшить метаболизм? Одним из способов является нормализация режима сна. Наш организм является не только машиной, но и компьютером, которому периодически нужна перезагрузка.

Кроме этого, энергетическая эффективность потребляемой пищи значительно снижается. Все это является стрессом для организма, и он стремится оптимизировать собственные ресурсы для сохранения энергии. Естественно поэтому не выспавшиеся люди всегда вялые, а иногда даже плохо соображающие. Для того чтобы ускорить метаболизм используйте 2 хитрости:

  1. Вне зависимости от того, когда вы ложитесь спать, стремитесь нормализовать количество сна на 4-х часовом цикле. Оптимальный вариант – два 4-ех часовых цикла в ночное время (т.е. 8 часов сна).
  2. Перед сном рекомендуется употребление казеинового белка. Казеин позволяет стимулировать пищеварение в ночное время, выполняя одновременно две функции. Увеличивает расход калорий в ночное время и питает необходимыми аминокислотами мышцы.

Не стремитесь заменить кофеином и другими энергетиками сон. Так как после резкого ускорения жизнедеятельности наступает откат, который может длиться намного дольше, а получившийся стресс приведет к планомерному и стабильному замедлению обмена веществ. Люди, которые постоянно пьют кофе, если не выпьют чашку в день, то их метаболизм не разгонится и, как следствие, они не смогут войти в рабочий режим, что скажется на их работоспособности.

Что улучшает метаболизм?

Наиболее простым способом улучшения работы метаболизма является совмещение регулярных (но умеренных) занятий спортом с повышением калорийности питания на 10-15% и переходом на правильное питание. В этом случае улучшается обмен инсулина в организме, в результате чего лишние калории начинают тратится на подготовку тела к предстоящим физическим нагрузкам, а не запасаться в жировой ткани.

Силовые тренировки ведут к росту мышц, что повышает потребности базового метаболизма в энергии, поскольку мускулатура является лидером по потребляемым калориям. Кардиотренировки положительно влияют на работу кровеносной системы — в том числе, на состояние сосудов и снижение уровня плохого холестерина. По сути, улучшить метаболизм может даже контроль за количеством пройденных за день шагов.

Затраты тела на базовый метаболизм:

  • 20% — мышцы
  • 19% — печень
  • 17% — мозг
  • 10% — пищеварительная система
  • 8% — сердце
  • 7% — почки

Тренировки и упражнения для разгона метаболизма

Лучшим упражнением для ускорения метаболизма является упражнение бёрпи. Напомним, что оно сочетает в себе элементы приседаний, планки, отжиманий от пола и прыжков вверх. При выполнении бёрпи в работе задействованы все крупные мышечные группы тела, а максимальную нагрузку получают пресс, ноги, грудь и верх спины. Упражнение развивает не только выносливость, но также силу и координацию движений.

В свою очередь, лучшим видом тренировок для перевода метаболических процессов в жиросжигающий режим является тренинг по методу табата³. Плюсом подобной методики является короткая продолжительность тренинга (суммарно около 20 минут) и возможность тренироваться с различным оборудованием — как с весом тела, так и с гантелями или с использованием элементов функционального тренинга (гири, кикбоксинг, спринтерский бег).

Тренировки для ускорения метаболизма:

  • Высокоинтенсивный интервальный тренинг (включая табата)
  • Тренировки для набора мышечной массы
  • Круговые тренировки
  • Плавание и другие виды кардио

***

Метаболизм — это процесс обмена веществ с целью превращения энергии пищи и воздуха в энергию для жизнедеятельности организма. Наиболее простым способом улучшения работы метаболизма является совмещение регулярных (но умеренных) занятий спортом с повышением калорийности питания на 15-20% и переходом на правильное питание.

  1. Effects of varying amounts of carbohydrate on metabolism after weight loss, source
  2. Active vs. passive recovery during high-intensity training influences hormonal response, source

Рейтинг материала:

Метаболизм — что это такое? Как ускорить обмен веществ для похудения?,

4.40 / 5

Вам необходимо включить JavaScript, чтобы проголосовать

Суть

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

В биохимическом понимании катаболизм — это распад сложных веществ на более простые или же окисление различных молекул. Процесс протекает с высвобождением энергии:

  • тепла;
  • молекул АТФ — основного источника энергии любой биохимической реакции.

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

  • Гормонов, так как указанные вещества — главные регуляторы катаболизма и анаболизма.
  • Необходимости в изменении баланса.
  • Питания.
  • Скорости метаболизма.
  • Количества сна.
  • Других факторов.

Рассмотрим на простом примере процессы оптимизации ресурсов организма. Изначально, в течение дня, организм стремиться к расщеплению энергии и синтезу новых клеток.

В случае возникновения стрессовых нагрузок, катаболические процессы значительно ускоряются. Однако, в этом случае, ускорение катаболизма происходит в качестве подготовки к мощному анаболическому скачку. Умертвляются и разрушаются все клетки, которые неспособны выдерживать новые уровни нагрузок, заменяясь более мощными и сильными.

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

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

Продукты, влияющие на скорость метаболизма

Для того, чтобы изменить скорость метаболизма, не обязательно использовать экстремальные методы. Для начала можно использовать продукты ускоряющие метаболизм.

ПродуктПринцип действияРекомендации к употреблению
СахарЗапускает синтез инсулина – открывает клетки, выпускает энергию.По 3-5 грамм через час после каждого приема пищи.
Острый перецЗапускает пищеварительные процессы.Обильно снабжать пищу этим ингредиентом.
Зеленые овощиКлетчатка запускает дополнительный цикл пищеварительных процессов, можно ускорить метаболизм за счет дополнительного приема пищи с нулевой калорийностью.Отдельные приемы пищи 2-3 раза.
СалатКлетчатка запускает дополнительный цикл пищеварительных процессов, можно ускорить метаболизм за счет дополнительного приема пищи с нулевой калорийностью.Отдельные приемы пищи 2-3 раза.
ПомидорыКлетчатка запускает дополнительный цикл пищеварительных процессов, можно ускорить метаболизм за счет дополнительного приема пищи с нулевой калорийностью.Отдельные приемы пищи 2-3 раза.
ФруктыЯвляются источниками фруктозы – низкокалорийного быстрого углевода. Который в совокупности с обилием жидкости ускоряет метаболизм.Заменить все обычное сладкое на фрукты.
КефирКисломолочный продукты являются источниками белка, участвующего в пищеварении. Большое количество жидкости стимулирует разгон метаболизма и очистки крови..1-2 раза в день натощак.
ЙогуртКисломолочный продукты являются источниками белка, участвующего в пищеварении. Большое количество жидкости стимулирует разгон метаболизма и очистки крови.1-2 раза в день натощак.
КофеПрямой стимулятор увеличения частоты сердцебиения.До 250 мг в пересчете на чистый кофеин.
СельдерейПродукт с отрицательной калорийностью – вводит организм в ступор. В попытке переварить его, задействуются дополнительные ресурсы, что увеличивает скорость обмена веществ.100 грамм сельдерея вместе с зелеными овощами.
Корень имбиряПриродный антиоксидант. Вызывает прилив желудочной кислоты, что воспринимается как дополнительный прием пищи.В виде чая – не реже 2-х раз в день.
Отвар ромашкиНормализатор обмена веществ.В виде чая – не реже 2-х раз в день.
Крепкий чайПрямой стимулятор увеличения частоты сердцебиения.До 250 мг в пересчете на чистый кофеин.
Кислые сокиВызывает прилив желудочной кислоты, что воспринимается как дополнительный прием пищи.250 мл 2-3 раза в день.

Какая связь между сном и анаболизмом?

Сон — сложный нейрофизиологический процесс. Есть множество эффектов, которые сон оказывает на состояние человека, однако они не выступают предметами рассмотрения этой статьи. Здесь мы рассмотрим только ассоциацию процесса анаболизма и сна.

Ночью, кода мозг погружен в сон, тело работает «экономнее»- уряжается пульс, частота сердечных сокращений. Ночь — царство Вагуса или блуждающего нерва — той части нервной системы, которая относится к парасимпатической. А значит, процессы переваривания и усвоения пищи в пределах тонкой кишки проходят эффективнее. Для анаболизма это плюс. Помимо этого, усиливаются воспалительные процессы — они протекают интенсивнее. А значит, мы быстрее приходим к третьей, желанной фазе воспалительного процесса.

Процесс анаболизма обусловлен не только половыми гормонами. Соматотропин, он же гормон роста, играет в этом процессе далеко не последнюю роль. А время, когда он выделяется в наибольшем количестве — это ночь.

Влияние спортивного питания на процесс анаболизма

Для тех, кто внимательно прочитал вышеизложенную информацию, не станет откровением, что для обеспечения третьей фазы анаболизма нам нужны аминокислоты, получаемые из белка. Следовательно, дополнительный прием того или другого в виде пищевой добавки будет оказывать позитивный эффект на процесс анаболизма. Но только в том случае, если в вашем основном рационе достаточно белка, углеводов и жиров. Плюс, вы должны успевать восстанавливаться между тренировками. Так что, с одной стороны, ответ очевиден, спортпит для анаболизма будет крайне полезен. Но при более глубоком рассмотрении все относительно — для анаболизма важны все факторы в совокупности, а не какой-то один.

Этапы

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

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

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

  • Изменение режима дня, уменьшение сна.
  • Необычная нагрузка на мышцы.
  • Изменение плана питания.
  • Увеличение потребления адреналиновых стимуляторов.

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

Если в организме нет резервных средств для восстановления, то начинается этап оптимизации. В этот момент синтез АТФ и гликогена прекращается, а сам организм уменьшает потребление энергии, за счет разрушения энергопотребителей.

Вывод: голодание провоцирует не только падение мышечной массы, но и разрушение мозга. Поэтому люди, которые постоянно испытывают дефицит калорий, становятся фактически тупее своих сытых собратьев.

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

В процессы катаболизма входят:

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

Это далеко не все, что происходит во время катаболизма.

В целом, в биохимии этапы общего пути катаболизма проходят следующим образом:

  1. Расщепление в желудочно-кишечном тракте — цепь реакций, в результате которых сложные молекулы превращаются в более простые метаболиты. Так получаются глюкоза, жирные кислоты, аминокислоты.
  2. Специфические катаболические пути — расщепление простых метаболитов до пировиноградной кислоты или ацетил-КоА.
  3. Окислительное декарбоксилирование пирувата, цитратный цикл, дыхательная цепь — финальный этап катаболизма, в результате которых из пищевых компонентов образуются конечные продукты (источник — Учебник «Биологическая химия», Северин).

Биохимические процессы довольно сложны, и в каждом случае катаболизм проходит индивидуально.

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.

Этапы катаболизма

Диссимиляция сложных соединений проходит несколько последовательных этапов, среди которых:

  1. Расщепление органических молекул жиров, белков и сложных углеводов в мономеры (например, жирные кислоты, аминокислоты, моносахариды). Процесс происходит вне клетки – в пищеварительном тракте.
  2. Попадание мономеров с помощью циркуляции крови и лимфы в тканевые клетки, где процесс расщепления продолжается до образования более мелких структур, таких как ацетильная группа коферментов.
  3. Окисление под воздействием кислорода в процессе дыхания низкомолекулярных соединений, в результате чего образуется углекислый газ и вода, а также накапливается клеточная энергия АТФ.

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.

Связь метаболизма с массой тела

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

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

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

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

Потребности человека в калориях  зависят от трех основных факторов.

  1. Размер тела, тип телосложения.

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

  1. Возраст.

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

– коррективы в процессы использования и потребления энергии вносит менопауза;

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

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

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

revmatolog.net

Что такое анаболизм и катаболизм

≡  1 октября 2015   ·  Рубрика: Разное   

Суть процесса

Термин «катаболизм» используют применительно к реакции разрушения мышечной ткани. В результате данного процесса осуществляется распад белков, образующих мускулатуру, до аминокислот. Высвобождаются благодаря катаболизму и другие питательные вещества, используемые организмом человека в момент экстренной необходимости. Иными словами, катаболизм имеет место быть в том случае, когда мы испытываем острую нехватку белков, жиров и углеводов.

Из всего этого следует, что рассматриваемую нами реакцию несправедливо характеризовать как абсолютно вредную для здоровья. Да, катаболизм представляет собой настоящую проблему для людей, которые за счет спортивных тренировок желают набрать вес и нарастить мышцы или же, напротив, сбросив пару-тройку килограммов, не хотят лишать свои мышцы упругости. Однако данная проблема вполне решаема.

Стоит также отметить тот факт, что существует еще противоположная катаболизму реакция, протекающая во внутренней среде человеческого тела. Речь идет об анаболизме. Он направлен на образование новых веществ и клеточных структур, а это в свою очередь является огромной поддержкой роста мускулатуры и обновления тканей. Катаболизм и анаболизм тесно взаимосвязаны друг с другом и не существуют по отдельности. Оба процесса происходят под воздействием определенных гормонов. В случае с катаболизмом это адреналин, кортизол («гормон разрушения», вырабатываемый корой надпочечников) и в некоторой степени — гормоны щитовидки.

Вывод таков: катаболизм — ни что иное, как процесс самосохранения организма, имеющий биологическое обоснование.

Причины катаболизма мышц


Реакция распада мышечной ткани — явление вполне закономерное. Однако некоторые факторы способствуют его усилению, и тогда действительно можно говорить о негативных последствиях данного процесса для здоровья и фигуры. Что же это за провокаторы такие?

1. Физические нагрузки повышенной интенсивности. Они запускают сначала реакцию расщепления жировой, а после — и мышечной ткани. Этот процесс усугубляется, если между тренировками отсутствует полноценный отдых.

2. Стрессы. Часто можно слышать утверждение, общий смысл которого сводится к следующему: чем более нервный человек, тем он стройнее. Надо заметить, это не миф и не заблуждение, а самый что ни есть настоящий факт. Постоянные стрессы запускают усиленную выработку в организме гормонов, провоцирующих разрушение и распад биологических тканей: как жировой, так и белковой.

3. Питание, не соответствующее правилам. В данном случае имеются в виду правила, применимые для рациона спортсмена. Атлет, получающий высокоинтенсивные нагрузки, должен употреблять калорий больше того количества, что он теряет в ходе занятий спортом. Если же первая величина оказывается систематически меньше второй, процесс катаболизма в мышечной ткани возрастает в разы.


4. Плохая экология. Например, недостаток кислорода, загрязненный воздух в какой-то степени способны увеличить мощность разрушительной реакции, затрагивающей мышцы.

5. Длительное чувство голода. Оно может объясняться чисто физиологическими причинами (ночной сон) или же быть вынужденным (к примеру, вы из-за нехватки времени пропускаете обед, даже не заменяя его легким перекусом).

6. Усталость, переутомление. Данные состояния организма играют не последнюю роль в усилении катаболических реакций, протекающих в мышечной ткани.

Диета и питание

Учет калорийности рациона

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

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.

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 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.

Рекомендуется 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, то же касается и овощей.

Так же это может быть стакан 100% фруктового или овощного сока.

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. 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 пароварке, на гриле, запекать или тушить.

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. 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.

Этапы катаболизма

Этапы катаболизма следует рассмотреть подробнее, так как это многоуровневый процесс. Энергетический обмен – катаболизм, разделяется на 3 стадии. С начала идёт подготовительный этап, в ходе процесса полимеры расщепляются, на мономеры.

Затем бескислородный, в ходе этого этапа, глюкоза расщепляется до пировиноградной кислоты, ещё этот процесс называется — гликолиз. И последний этап – разложение пировиноградной кислоты, до СО2, Н2О — это углекислый газ и вода.

Подготовительный этап

Энергетический метаболизм начинается с расщепления полимеров на мономеры. Другими словами углеводы, разлагаются до сахара, из белка получается набор простых аминокислот. Жир упрощается до составляющих его, жирной кислоты и глицерина. На данном этапе энергетический метаболизм не накапливает АТФ, вся выделенная энергия выражается в виде тепла, которое поглощается окружающей средой.

Катаболизм белков начинается в желудке, где под действием ферментов поджелудочной железы и желчи поступающей их желчного пузыря, происходит расщепление белка на мономеры. После этого, простые аминокислоты всасываются ворсинками тонкого кишечника в кровоток и разносятся по всему организму, попадая в клетки всех органов, для дальнейшего синтеза. Далее общий путь катаболизма белка, может измениться. Аминокислоты могут стать участниками катаболизма, то есть, расщепляться до выделения энергии, а могут стать строительным материалом организма. Например, катаболизм мышц сопровождается выделением энергии и строительством новых клеток.

Второй этап

Энергетический метаболизм второго этапа — безкислородный. Он протекает внутри клеточного пространства, в ходе которого глюкоза расщепляется до пировиноградной кислоты или проще пирувата. Химическая реакция выглядит так – молекула глюкозы, со своими 6 атомами углерода, распадается на 2 молекулы пирувата с 3 атомами углерода каждая. При этом, от глюкозы отделяется несколько атомов водорода, они в дальнейшем примут участие в следующем этапе.

Катаболизм глюкозы сопровождается накоплением АТВ, соотношение составляет примерно такое – на 1 молекулу глюкозы, получается 2 молекулы АТФ.

Третий этап

Специфические и общие пути катаболизма не заканчиваются кислородным этапом, так как он сам разделяется на 2 подэтапа.

Первый подэтап называется циклом Кребса, на этой стадии образуется и выделяется углекислый газ. Протекает данный этап в митахондриальном матриксе и сопровождается выделением АТФ.

Второй подэтап — фосфорилирование связанное с окислительными реакциями. Катаболизм глюкозы, например, в данном случае, протекает на внутренней мембране митохондрии. АТФ в данном процессе возникает в ходе движения протонов водорода, в дальнейшем присоединяющихся к анионам кислорода и становящихся частью, сформированной воды. Кислородные процессы (катаболизма) дают от 32 до 34 молекул аденозинтрифосфата из одной молекулы глюкозы. Таблицы помогут более детально и наглядно увидеть все процессы.

Что такое АТФ

Этапы энергетического обмена включают в себя реструктурирование различных веществ. Выделение энергии и синтез плотно связаны между собой. Проходят данные процессы в несколько этапов, причём, расщепляемое вещество упрощается до воды, углекислого газа и аденозинтрифосфата, или если говорить простым языком – АТФ. Углекислый газ выделяется через лёгкие, вода через почки и мочевыводящую систему, а вот АТФ используется для синтеза белка, жиров и углеводов. Обмен веществ и превращение энергии невозможно без АТФ. Она является единственным и универсальным источником энергии для метаболизма.

Аденозинтрифосфат, настолько универсален, что генерируется не только в организме человека, но даже растений, только в них преобразуется не гликоген, а крахмал.

7. Соответствующие катаболические и анаболические пути различаются, и эти различия имеют важное значение.

Катаболический путь и соответствующий ему, но противоположный по направлению анаболический путь между данным предшественником и данным продуктом обычно не совпадают. Могут различаться и промежуточные продукты, и отдельные стадии этих путей. Например, протекающее в печени расщепление глюкозы до пирувата представляет собой процесс, состоящий из 11 последовательных стадий, катализируемых специфичными ферментами. Казалось бы, синтез глюкозы из пирувата должен быть простым обращением всех этих ферментативных стадий ее распада; такой путь представляется на первый взгляд и самым естественным, и наиболее экономичным. Однако в действительности биосинтез глюкозы в печени протекает иначе. Он включает лишь 9 из 11 ферментативных стадий, участвующих в ее распаде, а две недостающие стадии заменены в нем совсем другим набором ферментативных реакций, свойственным одному только биосинтетическому пути. Точно так же неидентичны и соответствующие пути катаболизма и анаболизма, связывающие, например, белки с аминокислотами или жирные кислоты с ацетил-СоА.

Можно было бы счесть ненужным расточительством наличие двух отдельных метаболических путей между двумя данными пунктами. Есть, однако, важные причины для того, чтобы катаболические и анаболические пути не совпадали. Первая из них заключается в том, что путь, по которому идет расщепление той или иной биомолекулы, может быть непригодным для ее биосинтеза по энергетическим соображениям. Расщепление какой-нибудь сложной органической молекулы можно сравнить со спуском с горы, а ее биосинтез с подъемом в гору; в первом случае свободная энергия выделяется, а во втором ее требуется затратить, чтобы осилить подъем. Попробуем пояснить это с помощью простой аналогии. Если столкнуть с вершины горы валун, то он покатится вниз, теряя при этом энергию. На некоторых, особо крутых участках пути, при отвесном падении, теряются сразу большие количества энергии. Втащить валун трактором на вершину по тому же пути, по которому он скатился вниз, скорее всего не удастся. Трактор сможет, вероятно, подняться вверх по более пологой дороге, минуя крутые склоны (рис. 13-8). На этот обходный путь потребуется дополнительная энергия. Биосинтетический путь тоже требует дополнительных затрат энергии на преодоление крутых участков энергетической «горки».

Вторая причина, по которой соответствующие катаболические и анаболические пути неидентичны, состоит в том, что эти последовательности реакций должны регулироваться раздельно.

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 пришли к выводу, что существует прямая связь между индексом массы тела (ИМТ) и продолжительностью и качеством сна. Дефициту сна соответствует более высокий ИМТ

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.

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.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.

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. 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.

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).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.

Чтобы извлечь из тренировок максимум пользы, вы должны комбинировать аэробные и анаэробные упражнения. Но вы не 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.

Значение баланса между катаболизмом и анаболизмом

Общий путь катаболизма и анаболизма должен приводить к динамическому балансу в организме. Если специфические пути катаболизма привели к его превышению над уровнем анаболизма, то организм начнёт терять свои клетки, снижаясь в массе. Другими словами, катаболизм и анаболизм — это синонимы энергии и мышечной массы. То есть, при повышенном катаболизме организм будет стремительно худеть.

Существует и обратная ситуация, когда ассимиляция преобладает над диссимиляцией, в данной ситуации организм будет строить дополнительные клетки, увеличивая свой объем, например, клеток белка в процессе интенсивного занятия спортом.

Этапы катаболизма всегда одинаковые, но его скорость может быть разной в зависимости от возраста организма или его образа жизни. Рассматривая для примера организм человека, можно сказать, что катаболизм в организме ребёнка ниже, чем анаболизм, это позволяет ему расти, увеличивая количество белка и других веществ в организме. И обратно, стареющий человеческий организм выделяет энергию, но не наращивает белковый материал, тем самым, снижая свой вес.

Зная, что катаболизм — это процесс выделения энергии, а анаболизм это строительство дополнительных клеток, люди научились контролировать метаболизм в целом, подвергая свои организмы изменениям. Яркий пример тому, работа над своими телами спортсменов. Они сами и их тренеры прекрасно знают, что такое катаболизм и анаболизм. Манипулируя с продуктами питания и поставляя в организм анаболики, прямо с внутримышечными инъекциями, они, или увеличивают количество белка в мышцах, или повышают скорость их реакции, увеличивая выделение энергии.

Зная ответ на вопрос — катаболизм, что это такое, можно управлять процессами в человеческом теле, но делать это нужно, руководствуясь древним принципом всех врачей – не навреди.

Как растут мышцы

Физика качалки: как растут мышцы?

Виталий Пропионат — Рыбный жир (Omega — 3)

Виталий Пропионат — Питание

Виталий Пропионат — Протеин

Виталий Пропионат — Что такое креатин?

Сколько белка усваивается за раз? 30г белка за один прием пищи

Почему Вам не хватает белка? Реальные показатели потребления белка

Его Величество ТЕСТОСТЕРОН ! Как повысить уровень гормона в организме. Мифы.

Сколько восстанавливаются мышцы

4. АТФ и Энергетика клетки (9 класс) — биология, подготовка к ЕГЭ и ОГЭ

Метаболизм. Ускоряем обмен веществ и худеем

Как растут мышцы

Физика качалки: как растут мышцы?

Виталий Пропионат — Рыбный жир (Omega — 3)

Виталий Пропионат — Питание

Виталий Пропионат — Протеин

Виталий Пропионат — Что такое креатин?

Сколько белка усваивается за раз? 30г белка за один прием пищи

Почему Вам не хватает белка? Реальные показатели потребления белка

Его Величество ТЕСТОСТЕРОН ! Как повысить уровень гормона в организме. Мифы.

Сколько восстанавливаются мышцы

4. АТФ и Энергетика клетки (9 класс) — биология, подготовка к ЕГЭ и ОГЭ

Метаболизм. Ускоряем обмен веществ и худеем

trenirofka.ru

Анаболизм и катаболизм мышечной массы

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

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

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

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

Содержание статьи

Что такое метаболизм?

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

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

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

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

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

Улучшение состава тела

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

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

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

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

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

Белок и наращивание скелетной мышечной ткани

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

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

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

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

Синтез, распад, обмен, анаболизм, катаболизм и гипертрофия

Прежде чем мы двинемся дальше, я хотел бы дать определение тем терминам, которые будут использованы в данном руководстве:

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

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

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

Вот перечень тем, которые в дальнейшем будут рассмотрены:

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

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

Аминокислотный пул, транспортировка и окисление аминокислот

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

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

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

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

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

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

Инсулин

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

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

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

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

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

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

Резюме:

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Резюме:

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

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

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

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

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

Гормон роста

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

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

Резюме:

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

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

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

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

Стимуляторы выработки ГР:

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

Ингибиторы выработки ГР:

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

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

Андрогенные гормоны

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

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

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

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

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

Резюме:

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

Положительные факторы:

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

Отрицательные факторы:

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

Эстрогенные гормоны

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

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

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

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

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

Резюме:

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

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

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

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

Гормоны щитовидной железы

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

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

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

Резюме:

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

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

«Гормоны стресса» — глюкокортикоиды, глюкагон и эпинефрин

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

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

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

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

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

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

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

Резюме:

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

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

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

Заключение

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

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

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

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

Источник: https://www.muscleandstrength.com/expert-guides/protein-anabolism-catabolism

athleticbody.ru

Что такое анаболизм и катаболизм

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

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

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

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

Какая взаимосвязь между анаболизмом, анаболиками и анаболическим эффектом?

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

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

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

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

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

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

1. Режим питания, сна и отдыха.

2. Регулярность тренировок и смена тренировочных программ.

3. Отсутствие стресса и полноценное восстановление.

4. Конституция тела и индивидуальный метаболизм.

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

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

У людей разного типа телосложения метаболические процессы различаются.

Выделяют три типа телосложения:

• Эктоморф

• Мезоморф

• Эндоморф

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Стоит ли бояться катаболизма?

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

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

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

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

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

Как не допустить катаболизма мышц:

1.            Тренироваться регулярно и периодически менять программу тренировок.

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

3.            Избегать стресса и потрясений, расслабляться.

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

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

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

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

fizcult.by

Катаболизм что это такое простым языком: причины в бодибилдинге

Доброго времени суток читателям блога sgolder.com. С вами Александр Белый. В статьях на блоге вы найдете достаточно много полезных материалов для занятий спортом фитнесом и бодибилдингом. Но тренировки тренировками, железо железом, а без понимания физиологических процессов, протекающих в нашем организме в течение дня, как в состоянии покоя, так и во время нагрузок, добиться того результата, которого хочется, вряд получится. Особенно это касается мужчин, ведь они, то есть мы, в первую очередь, стремимся к увеличению мышечной массы. И не абы как, а так, чтобы много!

Кстати, бодибилдинг – это далеко не просто тренажеры и упражнения. Если нужен результат, то необходимы знания и в анатомии, причем далеко не поверхностные, и физиологии, и в фармакологии, и даже в биохимии. Вы, должно быть, наверняка заметили, что практически при каждой наше встрече, тренировке ли, разговоре о спортивном питании или диете, так или иначе упоминаются метаболизм, анаболизм, катаболизм и другие «измы».

Но если с первым, то есть метаболизмом, все казалось бы ясно, то значение и протекание остальных процессов часто вызывает вопросы. А ведь именно они играют решающую роль в бодибилдинге. Поэтому сегодня раз и навсегда избавимся от темных пятен в формировании красивого, спортивного тела. Для этого вместе ответим на вопрос: анаболизм и катаболизм что это такое простым языком, и как они отражаются на интенсивных силовых тренингах.

Рассмотрим на пальцах

Я не просто так сказал «казалось бы» о понимании метаболизма. Все мы прекрасно знаем, что это – обмен веществ. Однако именно он и подразделяется на два явления: анаболизм и катаболизм. Их сбалансированное взаимодействие, по сути, и есть основа нормальной жизнедеятельности и энергообеспечения нашего организма. Но дело в том, что один из них, катаболизм, для бодибилдера чуть ли не враг №1.

И вот теперь давайте, подробно, но просто и понятно разбирая оба эти физиологических процесса, сравним и решим, что и как делать.

Начнем с самого начала. Из чего состоят мышцы? По большей части из белков. Потребляемые нами в пищу белки, по сути, инородные нашим тканям. Поэтому прежде, чем они станут пригодными для конструирования новых мышц, их требуется расщепить на составляющие, более мелкие элементы. Кстати, здесь очевидный плюс спортивного питания, где протеин, особенно в изолятах, уже максимально готовый к усвоению, без расщепления.

Сейчас Вы, наверное, думаете: ничего нового – это же и есть метаболизм. Да, но это его катаболическая часть. А вот уже конструирование своих, родных, белков из составляющих, полученных из белков инородных, и далее тканей – и есть анаболизм, так нужный для набора мышечной массы. Собственно говоря, им и являющийся.

Если на пальцах, то в процессе катаболических реакций происходит расщепление сложных элементов на более простые составляющие для образования и высвобождения энергии в организме. Анаболические же реакции расходуют энергию и, образуя новые клетки и ткани из элементарных составляющих, способствуют набору мышечной массы.

Так а в чем же вред бодибилдингу – спросите Вы. Дело в том, что катаболизм далеко не ограничивается одной лишь пищей. Учитывая скорость и тенденции современной жизни, то есть хронический недосып, постоянные стрессовые ситуации, в организме бешенными дозами вырабатывается кортизол – гормон стресса, способствующий повышению уровня сахара. Чтобы расщепить этот сахар до усвояемой глюкозы, запускаются те самые катаболические процессы.

Но только где взять энергии у изможденного стрессами тела? В тканях! Вот так и теряются мускулы, по сути, служа энергетическим топливом для приведения сахара в норму. Кстати, именно поэтому в бодибилдинге, особенно профессиональном, широко распространено применение инсулина.

Но даже если ходить спокойным, как удав, и спать вдоволь, интенсивно заниматься спортом, особенно силовыми упражнениями, избежать катаболической части обмена веществ практически нереально, не прибегая к помощи специальных пищевых добавок.

Нет, на начальном этапе Вам вполне будет хватать правильно выстроенного режима питания и соответствующего рациона. Но любой спорт подразумевает прогресс, и бодибилдинг здесь не исключение. Очень скоро организму просто не буде хватать энергии, получаемой из пищи. А где ее ему брать? Допустим, сперва в жировых тканях. Но, поверьте, при интенсивном тренинге, они очень быстро трансформируются в желаемую мышечную массу. А далее? Далее катаболизм мышц.

Ведь самый простой закон набора массы – используй энергии меньше, чем потребляешь. Именно тогда, в режиме покоя, после силовых нагрузок, начинается анаболизм: протеины, кирпичик за кирпичиком, выстраивают новые ткани.
Немаловажно и то, что даже применяя спортивное питание, режим и время тренировок должны быть тщательно рассчитаны, иначе и здесь потери тяжело наработанной мускулатуры не избежать.

Особо внимательными следует быть в процессе жиросжигания и работы на рельеф. Ведь жиросжигание, по сути, тот же катаболизм, так как происходит расщепление жировых тканей на составляющие элементы, и протеины строят мышцы, а глюкоза дает энергию. Здесь особо следует следить за продолжительностью тренинга, так как первые полчаса организм использует запасы энергии, и лишь после приступает к сжиганию жиров. Но это длиться не долго – не более 20 минут. После топливом послужит снова натруженная мускулатура.

Что необходимо делать

Думаю, Вы итак уже догадались, что следует делать и какой режим стараться соблюдать, чтобы в метаболизме преобладали анаболические реакции.

Тем не менее, давайте вместе их перечислим:

  • Естественно, здоровый, активный образ жизни, правильное питание и качественные продукты;
  • Стараться высыпаться и оградить себя от стрессовых ситуаций;
  • Так как речь идет о наборе мышечной массы, то пища должна быть насыщена белками – кирпичиками мышечных волокон.

В какой-то момент Вы 100% придете к проверенному спортивному питанию. И здесь Вам, в первую очередь, понадобятся протеины и аминокислоты. Кстати, существует множество блокаторов кортизола, но и такие добавки, как креатин так же существенно снижают его уровень в организме. Полезными будут и гейнеры – принять такой коктейль после тренировки будет совсем не лишним, чтобы остановить расход белков.

Следите за тем, чтобы Ваши занятия не приводили к перетренированности – эффект от них будет строго противоположный ожидаемому. Следите за своим здоровьем. До скорой встречи.

sportivs.com

как проходит процесс в организме

В эпоху, когда знать о своем теле все стало модно, каждый слышал такие термины, как анаболизм, катаболизм и метаболизм. Однако объяснить просто и понятно, что же это такое способен далеко не каждый. Нужно исправить эту досадную неприятность и разобраться, чтобы лучше понимать, что происходит с телом в том или ином случае. Пора выяснить правду о жизненно важных процессах, происходящих в организме, взаимодействии его частей и биохимических реакций.

Суть метаболических процессов в организме человека

Чтобы понять, что такое катаболизм, нужно разобраться, что все процессы в организме тесно взаимосвязаны. Потому нельзя рассказать об одном, не вникая в суть другого. Чтобы расти, наше тело должно постоянно строить новые клетки, ткани. Это явление называют анаболизмом. Оно представляет собой совокупность неких биохимических процессов, при которых синтезируются гормоны и протеины (белок), строятся мускулы, накапливается жировая ткань.

Многие атлеты полагают, что при анаболизме происходит исключительно наращивание мышечной массы. Однако синтез гликогенов, которые потом откладываются на боках, животе и бедрах в виде некрасивых складок жира, тоже относится к этому процессу.

Потому, чтобы правильно выстроить свое тело, нужно давать ему больше белка, при меньшем количестве углеводов. Ведь оно должно перерабатываться всю полученную энергию, а не запасать ее впрок. Хотя полностью без углеводов, то есть без энергии, телу с постройкой новых мускулов справиться удастся едва ли. Потому меню атлета должно быть максимально сбалансированным, то есть сочетать правильные пропорции протеинов и всего прочего.

Физиология катаболизма: что происходит в процессе

После того, как мы разобрались в постройке организмом новых тканей и клеток, пора переходить к их разрушению. Ведь ничто не может расти вечно. Катаболизм является совокупностью процессов, которые противоположны анаболизму. Если в первом случае речь идет о наращивании, постройке, создании, то сейчас наступает пора расщеплению сложных веществ на более простые, окисления и распада. Фактически, это тотальная оптимизация ресурсов, для более качественного их использования и выведения. В совокупности все эти процессы называются метаболизмом.

Организм каждого из нас работает, словно раскачивающийся маятник, постоянно разрушая уже отработанные материалы, при этом выстраивая новые ткани. Интенсивность или скорость анаболизма и катаболизма напрямую регулируется специальными гормонами. Их много, но для примера хватит всего парочки.

  • Глюкокортикоиды активно расщепляют аминокислоты и белки, но глюкозу разлагать не дают.
  • В то же время инсулин «занят» как раз ее переработкой, активно притормаживая работу над протеином.
  • Подстегнуть процесс катаболизма способен адреналин.
  • Тестостерон наоборот, тормозит расщепление, «подогревая» анаболизм, постройку новых тканей.

Бытует мнение среди некоторых малоопытных атлетов, будто катаболизм протекает с потреблением большого количества протеина, при этом разрушая все те мышцы, которые они с таким трудом наращивали. На самом деле относиться к этому процессу негативно нет никаких оснований. Однако, именно расщепляя все эти вещества, телу удается получить энергию, для поддержки собственного существования. В ее отсутствие вы просто не имели бы сил для тренировок. Кроме того, именно катаболизм расщепляет также липиды, не давая нам поправляться без меры.

Специфические и общие пути катаболизма

В процессе можно выделить три основные стадии, о которых неплохо было бы узнать. Так можно более наглядно понять физиологию и биохимию собственного тела. Первые две относятся к специфическим, они уникальны для метаболизма белков, углеводов и жиров. Последняя имеет отношение к общим.

  • Полимеры преобразовываются в мономеры. Если проще, белки разлагаются на аминокислоты, углеводы превращаются в полисахариды, а липиды образуют жирные кислоты и глицерин (глицерол). Полученная в результате реакции энергия рассеивается в пространство в виде обычного тепла.
  • Мономеры тоже не остаются стабильными, а преобразовываются в общие продукты. В основном это ацетил-КоА. При этом энергия, частично рассеиваясь, все же сохраняется в виде восстановленных коферментных форм.
  • Третья стадия подразумевает окисление ацетил-КоА до углекислоты и воды в реакциях так называемого цикла Кребса. Кому интересно может прочесть об этом в научной литературе.

Окислительные реакции третьей стадии напрямую связаны с окислением и дыханием тканей. При этом, чуть менее половины энергии, полученных во время нее, сохраняется в виде окислительного фосфорилирования.В результате всех этих путей катаболизма биополимеры расщепляются до углекислоты, воды и аммиака. Именно их можно назвать основными продуктами метаболизма в общем.

5 этапов течения катаболизма

Если вы не сильны в биохимии, не нужно расстраиваться. Ведь можно объяснить все эти явления более просто. Существует пять основных этапов, на которые можно разделить весь процесс катаболизма.

  1. Стресс.
  2. Разрушение.
  3. Супервосстановление.
  4. Оптимизация.
  5. Поддержка баланса.

Стрессом можно считать практическая любая деятельность человека, вне зависимости ее направленности. Потребление резервных ресурсов начинается именно с него. Что бы вы ни делали на протяжении дня, даже занимаясь обычными домашними делами, вы вводите организм в стрессовую ситуацию, на которую он должен отреагировать.

Что провоцирует активный катаболизм

Как мы уже упоминали, в ходе катаболизма происходит разрушение запасов энергии, заготовленных впрок. В результате могут наблюдаться разные необычные и привычные явления. При этом некоторые поступки, поведенческие признаки, события, более сильно влияют на активизацию процесса, чем другие.

  • Уменьшение времени сна или его нарушения, бессонница или наоборот постоянная сонливость.
  • Необычная или непосильная физическая активность, чрезмерные нагрузки.
  • Резкая смена рациона, режима или плана питания.
  • Увеличение употребления стимуляторов адреналинового типа.

При этом тело начинает с гликогенных запасов, что надежно сохраняются в мышечной ткани, а потом начинает разлагать сами мышцы. Если вовремя дать ему подпитку, то запустится процесс супервосстановления.

Когда же в организме резервные запасы иссякли, а дополнительное питание не получено вовремя, начинается оптимизация. Тогда синтез АТФ и гликогена останавливается. При этом тело сокращает потребление энергии, но уже за счет энергопотребителей, то есть мозга и мышц. Именно потому человек, страдая от недоедания, утрачивает заодно и часть своих умственных способностей.

Когда восстановительные и оптимизационные процессы завершаются, организм приводит себя к балансу. Весь этот процесс занимает приблизительно двое суток. Именно потому тем атлетам, которые не принимают никакие анаболические средства, обычно нужно соответствующее время для полного восстановления.

Основные пути замедления катаболизма

Остановить этот физиологический процесс невозможно, он является жизненно важным, а останавливается только вместе с физической смертью организма. Однако сделать его правильно сбалансированным, оптимальным все же можно. Чтобы качественно замедлить катаболизм, энергетический обмен придется уравнять, а он напрямую связан с обменом веществ.

Как это работает

Многие думают, будто замедляя обмена веществ, мы неминуемо придем к активизации катаболизма, а в результате к избыточной массе тела, но это не до конца верно. Потому надо обратить внимание на некоторые методы влияния на скорость обменных энергетических процессов нашего тела.

  • Увеличение времени на протекание процессов анаболизма.

Для того, чтобы все сработало, требуется регулярно производить подпитку энергией, а также «строительным материалом» – белками, углеводами и прочими веществами. Для этого придется перейти на пищу, которую трудно и долго переваривает ЖКТ, к примеру, обогащенные клетчаткой сложные углеводы. Также нужно потреблять не меньше двух граммов белка на килограмм живой массы. Это сложный, неблагодарный, но эффективный путь.

  • Качественное уменьшение стресса.

Добиться такого варианта развития событий несколько проще, чем предыдущего. Достаточно больше сидеть, лежать, поменьше двигаться, спать, постоянно улыбаться и радоваться. Поспособствовать этому может отпуск у моря, когда нужно только валяться на пляже, блаженно щурясь на ласковое солнце. Правда, долго такой метод никак не удастся практиковать – ведь придется встать и снова идти на работу.

  • Замедление обмена веществ.

Тут есть два основные пути. В первом случае можно просто много спать, используя каждую минутку для того, чтобы прикорнуть. От этого большого вреда не будет. Но некоторые решают вопросы замедления обменных процессов более кардинально – прекращают есть, чем наносят себе, порой непоправимый вред. Так легко можно заработать анорексию, бороться с которой потом очень трудно.

Питание и продукты для замедления процесса

Некоторые атлеты говорят, что единственным путем сбалансировать катаболизм и анаболизм, это принимать специальные препараты-анаболики. На самом деле это неверный подход. Даже не поедая их тоннами, можно добиться хорошего результата, просто скорректировав свой привычный рацион. Существуют продукты, которые значительно понижают скорость катаболизма, активизируя анаболические процессы.

  • Мясо.
  • Яйца.
  • Корень имбиря.
  • Кофе.
  • Молоко.
  • Крупы.
  • Макароны.
  • Чечевица, горох, фасоль.
  • Морковка, свекла и картошка.
  • Тыква.
  • Цельнозерновой хлеб.

Сложные углеводы предотвращают расщепление мышц для высвобождения энергии, то же делают полинасыщенные Омега-9 кислоты. Продукты, насыщенные «хорошим» холестерином активизируют анаболические процессы, подстегивают их. При этом уровень разрушения сводится к нулю.

Полностью избавиться от катаболизма ни у кого не получится, да и стремиться к этому довольно глупо. При его остановке тело начинает активно производит аномальные раковые клетки, считая, что они необходимы для супервосстановление утраченного иммунитета.

Потому главной целью спортсмена не может быть остановка или торможение катаболизма. Лучше стремиться не к этому, а к максимальному ускорению анаболизма.

www.fitnessera.ru

катаболизм — Викисловарь

Морфологические и синтаксические свойства[править]

падеж ед. ч. мн. ч.
Им. катаболи́зм катаболи́змы
Р. катаболи́зма катаболи́змов
Д. катаболи́зму катаболи́змам
В. катаболи́зм катаболи́змы
Тв. катаболи́змом катаболи́змами
Пр. катаболи́зме катаболи́змах

ка-та-бо-ли́зм

Существительное, неодушевлённое, мужской род, 2-е склонение (тип склонения 1a по классификации А. А. Зализняка).

Корень: -катабол-; суффикс: -изм [Тихонов, 1996].

Произношение[править]

Семантические свойства[править]

Схема катаболизма
Значение[править]
  1. биохим. процесс метаболического распада, разложения на более простые вещества или окисления какого-либо вещества, обычно протекающий с высвобождением энергии в виде тепла и в виде АТФ ◆ Катаболизм ароматических аминокислот, аминокислот с разветвленной цепью и метионина под действием различных стартовых культур играет основную роль в образовании аромата и вкуса в ферментированном мясе и ферментированных молочных продуктах. «Влияние молочнокислых микроорганизмов на вкусоароматические характеристики паштетов», 2004 г. // «Мясная индустрия» (цитата из Национального корпуса русского языка, см. Список литературы)
Синонимы[править]
Антонимы[править]
  1. анаболизм
Гиперонимы[править]
  1. метаболизм
Гипонимы[править]

Родственные слова[править]

Этимология[править]

Происходит от др.-греч. καταβολή «сбрасывание, разрушение», далее от др.-греч. κατά «вниз» + др.-греч. βάλλω «бросать».

Фразеологизмы и устойчивые сочетания[править]

Перевод[править]

Библиография[править]

ru.wiktionary.org

Обмен веществ — Википедия

Метаболи́зм, или обме́н веще́ств — набор химических реакций, которые возникают в живом организме для поддержания жизни. Эти процессы позволяют организмам расти и размножаться, сохранять свои структуры и отвечать на воздействия окружающей среды.

Метаболизм обычно делят на 2 стадии: катаболизм и анаболизм. В ходе катаболизма сложные органические вещества деградируют до более простых, обычно выделяя энергию. А в процессах анаболизма — из более простых синтезируются более сложные вещества и это сопровождается затратами энергии.

Серии химических реакций обмена веществ называют метаболическими путями. В них, при участии ферментов, одни биологически значимые молекулы последовательно превращаются в другие.

Ферменты играют важную роль в метаболических процессах, потому что:

  • действуют как биологические катализаторы и снижают энергию активации химической реакции;
  • позволяют регулировать метаболические пути в ответ на изменения среды клетки или сигналы от других клеток.

Особенности метаболизма влияют на то, будет ли пригодна определённая молекула для использования организмом в качестве источника энергии. Так, например, некоторые прокариоты используют сероводород в качестве источника энергии, однако этот газ ядовит для животных[1]. Скорость обмена веществ также влияет на количество пищи, необходимой для организма.

Основные метаболические пути и их компоненты одинаковы для многих видов, что свидетельствует о единстве происхождения всех живых существ[2]. Например, некоторые карбоновые кислоты, являющиеся интермедиатами цикла трикарбоновых кислот, присутствуют во всех организмах, начиная от бактерий и заканчивая многоклеточными организмами эукариот[3]. Сходства в обмене веществ, вероятно, связаны с высокой эффективностью метаболических путей, а также с их ранним появлением в истории эволюции[4][5].

Органические вещества, входящие в состав всех живых существ (животных, растений, грибов и микроорганизмов), представлены в основном аминокислотами, углеводами, липидами (часто называемые жирами) и нуклеиновыми кислотами. Так как эти молекулы имеют важное значение для жизни, метаболические реакции сосредоточены на создании этих молекул при строительстве клеток и тканей или разрушении их с целью использования в качестве источника энергии. Многие важные биохимические реакции объединяются вместе для синтеза ДНК и белков.

Аминокислоты и белки[править | править код]

Белки являются биополимерами и состоят из остатков аминокислот, соединённых пептидными связями. Некоторые белки являются ферментами и катализируют химические реакции. Другие белки выполняют структурную или механическую функцию (например образуют цитоскелет).[6] Белки также играют важную роль в передаче сигнала в клетках, иммунных реакциях, агрегации клеток, активном транспорте через мембраны и регуляции клеточного цикла.[7]

Липиды[править | править код]

Липиды входят в состав биологических мембран, например плазматических мембран, являются компонентами коферментов и источниками энергии.[7] Липиды являются гидрофобными или амфифильными биологическими молекулами, растворимыми в органических растворителях, таких как бензол или хлороформ.[8]Жиры — большая группа соединений, в состав которых входят жирные кислоты и глицерин. Молекула трёхатомного спирта глицерина, образующая три сложные эфирные связи с тремя молекулами жирных кислот, называется триглицеридом.[9] Наряду с остатками жирных кислот, в состав сложных липидов может входить, например, сфингозин (сфинголипиды), гидрофильные группы фосфатов (в фосфолипидах). Стероиды, например холестерол, представляют собой ещё один большой класс липидов.[10]

Углеводы[править | править код]

Сахара могут существовать в кольцевой или линейной форме в виде альдегидов или кетонов, имеют несколько гидроксильных групп. Углеводы являются наиболее распространёнными биологическими молекулами. Углеводы выполняют следующие функции: хранение и транспортировка энергии (крахмал, гликоген), структурная (целлюлоза растений, хитин у грибов и животных).[7] Наиболее распространёнными мономерами сахаров являются гексозы — глюкоза, фруктоза и галактоза. Моносахариды входят в состав более сложных линейных или разветвлённых полисахаридов.[11]

Нуклеотиды[править | править код]

Полимерные молекулы ДНК и РНК представляют собой длинные неразветвлённые цепочки нуклеотидов. Нуклеиновые кислоты выполняют функцию хранения и реализации генетической информации, которые осуществляются в ходе процессов репликации, транскрипции, трансляции и биосинтеза белка.[7] Информация, закодированная в нуклеиновых кислотах, защищается от изменений системами репарации и мультиплицируется при помощи репликации ДНК.

Некоторые вирусы имеют РНК-содержащий геном. Например, вирус иммунодефицита человека использует обратную транскрипцию для создания матрицы ДНК из собственного РНК-содержащего генома.[12] Некоторые молекулы РНК обладают каталитическими свойствами (рибозимы) и входят в состав сплайсосом и рибосом.

Нуклеозиды — продукты присоединения азотистых оснований к сахару рибозе. Примерами азотистых оснований являются гетероциклические азотсодержащие соединения — производные пуринов и пиримидинов. Некоторые нуклеотиды также выступают в качестве коферментов в реакциях переноса функциональных групп.[13]

Коферменты[править | править код]

Метаболизм включает широкий спектр химических реакций, большинство из которых относится к нескольким основным типам реакций переноса функциональных групп.[14] Для переноса функциональных групп между ферментами, катализирующими химические реакции, используются коферменты.[13] Каждый класс химических реакций переноса функциональных групп катализируется отдельными ферментами и их кофакторами.[15]

Аденозинтрифосфат (АТФ) — один из центральных коферментов, универсальный источник энергии клеток. Этот нуклеотид используется для передачи химической энергии, запасённой в макроэргических связях, между различными химическими реакциями. В клетках существует небольшое количество АТФ, который постоянно регенерируется из AДФ и AМФ. Организм человека за сутки расходует массу АТФ, равную массе собственного тела.[15] АТФ выступает в качестве связующего звена между катаболизмом и анаболизмом: при катаболических реакциях образуется АТФ, при анаболических — энергия потребляется. АТФ также выступает донором фосфатной группы в реакциях фосфорилирования.

Витамины — низкомолекулярные органические вещества, необходимые в небольших количествах, причём, например, у человека большинство витаминов не синтезируется, а получается с пищей или через микрофлору ЖКТ. В организме человека большинство витаминов являются кофакторами ферментов. Большинство витаминов приобретает биологическую активность в изменённом виде, например, все водорастворимые витамины в клетках фосфорилируются или соединяются с нуклеотидами.[16]Никотинамидадениндинуклеотид (NADH) является производным витамина B3 (ниацина) и представляет собой важный кофермент — акцептора водорода. Сотни различных ферментов дегидрогеназ отнимают электроны из молекул субстратов и переносят их на молекулы NAD+, восстанавливая его до NADH. Окисленная форма кофермента является субстратом для различных редуктаз в клетке.[17] NAD в клетке существует в двух связанных формах — NADH и NADPH. NAD+/NADH больше важен для протекания катаболических реакций, а NADP+/NADPH чаще используется в анаболических реакциях.

Структура гемоглобина. Белковые субъединицы окрашены красным и синим, а железосодержащий гем — зелёным. Из PDB 1GZX

Неорганические вещества и кофакторы[править | править код]

Неорганические элементы играют важнейшую роль в обмене веществ. Около 99 % массы млекопитающего состоит из углерода, азота, кальция, натрия, магния, хлора, калия, водорода, фосфора, кислорода и серы.[18] Биологически значимые органические соединения (белки, жиры, углеводы и нуклеиновые кислоты) содержат большое количество углерода, водорода, кислорода, азота и фосфора.[18]

Многие неорганические соединения являются ионными электролитами. Наиболее важны для организма ионы натрия, калия, кальция, магния, хлоридов, фосфатов и гидрокарбонатов. Баланс этих ионов внутри клетки и во внеклеточной среде определяет осмотическое давление и pH.[19] Концентрации ионов также играют важную роль для функционирования нервных и мышечных клеток. Потенциал действия в возбудимых тканях возникает при обмене ионами между внеклеточной жидкостью и цитоплазмой.[20] Электролиты входят и выходят из клетки через ионные каналы в плазматической мембране. Например, в ходе мышечного сокращения в плазматической мембране, цитоплазме и Т-трубочках перемещаются ионы кальция, натрия и калия.[21]

Переходные металлы в организме являются микроэлементами, наиболее распространены цинк и железо.[22][23] Эти металлы используются некоторыми белками (например ферментами в качестве кофакторов) и имеют важное значение для регуляции активности ферментов и транспортных белков.[24] Кофакторы ферментов обычно прочно связаны со специфическим белком, однако могут модифицироваться в процессе катализа, при этом после окончания катализа всегда возвращаются к своему первоначальному состоянию (не расходуются). Металлы-микроэлементы усваиваются организмом при помощи специальных транспортных белков и не встречаются в организме в свободном состоянии, так как связаны со специфическими белками-переносчиками (например ферритином или металлотионеинами).[25][26]

Классификация организмов по типу метаболизма[править | править код]

Все живые организмы можно разделить на восемь основных групп в зависимости от используемого: источника энергии, источника углерода и донора электронов (окисляемого субстрата)[27].

  1. В качестве источника энергии живые организмы могут использовать: энергию света (фото-) или энергию химических связей (хемо-). Дополнительно для описания паразитических организмов, использующих энергетические ресурсы хозяйской клетки, применяют термин паратроф.
  2. В качестве донора электронов (восстановителя) живые организмы могут использовать: неорганические вещества (лито-) или органические вещества (органо-).
  3. В качестве источника углерода живые организмы используют: углекислый газ (авто-) или органические вещества (гетеро-). Иногда термины авто- и гетеротроф используют в отношении других элементов, которые входят в состав биологических молекул в восстановленной форме (например азота, серы). В таком случае «автотрофными по азоту» организмами являются виды, использующие в качестве источника азота окисленные неорганические соединения (например растения; могут осуществлять восстановление нитратов). А «гетеротрофными по азоту» являются организмы, не способные осуществлять восстановление окисленных форм азота и использующие в качестве его источника органические соединения (например животные, для которых источником азота служат аминокислоты).

Название типа метаболизма формируется путём сложения соответствующих корней и добавлением в конце корня -троф-. В таблице представлены возможные типы метаболизма с примерами[28]:

Источник
энергии
Донор электронов Источник углерода Тип метаболизма Примеры
Солнечный свет
Фото-
Органические вещества
-органо-
Органические вещества
-гетеротроф
Фотоорганогетеротрофы Пурпурные несерные бактерии, Галобактерии, Некоторые цианобактерии.
Неорганический углерод**
-автотроф
Фотоорганоавтотрофы Редкий тип метаболизма, связанный с окислением неусваиваемых веществ. Характерен для некоторых пурпурных бактерий.
Неорганические вещества
-лито-*
Органические вещества
-гетеротроф
Фотолитогетеротрофы Некоторые цианобактерии, пурпурные и зелёные бактерии, также гелиобактерии.
Неорганический углерод**
-автотроф
Фотолитоавтотрофы Высшие растения, Водоросли, Цианобактерии, Пурпурные серные бактерии, Зелёные бактерии.
Энергия
химических
связей
Хемо-
Органические вещества
-органо-
Органические вещества
-гетеротроф
Хемоорганогетеротрофы Животные, Грибы, Большинство микроорганизмов редуцентов.
Неорганический углерод**
-автотроф
Хемоорганоавтотрофы Окисление трудноусваиваемых веществ, например факультативные метилотрофы, окисляющие муравьиную кислоту.
Неорганические вещества
-лито-*
Органические вещества
-гетеротроф
Хемолитогетеротрофы Метанобразующие археи, Водородные бактерии.
Неорганический углерод**
-автотроф
Хемолитоавтотрофы Железобактерии, Водородные бактерии, Нитрифицирующие бактерии, Серобактерии.
  • Некоторые авторы используют -гидро-, когда в качестве донора электронов выступает вода.
      • CO2, CO, HCHO, CH3OH, CH4 HCOO- и «неорганическая» метильная группа -СH3, присоединённая через атом кислорода, азота или серы к другим метильным группам (от одной до трёх) или к многоуглеродному скелету[29]

Классификация была разработана группой авторов (А. Львов, К. ван Ниль, F. J. Ryan, Э. Тейтем) и утверждена на 11-м симпозиуме в лаборатории Колд-Спринг-Харбор и изначально служила для описания типов питания микроорганизмов. Однако в настоящее время применяется и для описания метаболизма других организмов[30].

Из таблицы очевидно, что метаболические возможности прокариот значительно разнообразнее по сравнению с эукариотами, которые характеризуются фотолитоавтотрофным и хемоорганогетеротрофным типом метаболизма.

Следует отметить, что некоторые виды микроорганизмов могут в зависимости от условий среды (освещение, доступность органических веществ и т. д.) и физиологического состояния осуществлять метаболизм разного типа. Такое сочетание нескольких типов метаболизма описывается как миксотрофия.

При применении данной классификации к многоклеточным организмам важно понимать, что в рамках одного организма могут быть клетки, отличающиеся типом обмена веществ. Так клетки надземных, фотосинтезирующих органов многоклеточных растений характеризуются фотолитоавтотрофным типом метаболизма, в то время как клетки подземных органов описываются как хемоорганогетеротрофные. Так же как и в случае с микроорганизмами, при изменении условий среды, стадии развития и физиологического состояния тип метаболизма клеток многоклеточного организма может изменяться. Так, например, в темноте и на стадии прорастания семени клетки высших растений осуществляют метаболизм хемоорганогетеротрофного типа.

Катаболизмом называют метаболические процессы, при которых расщепляются относительно крупные органические молекулы сахаров, жиров, аминокислот. В ходе катаболизма образуются более простые органические молекулы, необходимые для реакций анаболизма (биосинтеза). Часто именно в ходе реакций катаболизма организм мобилизует энергию, переводя энергию химических связей органических молекул, полученных в процессе переваривания пищи, в доступные формы: в виде АТФ, восстановленных коферментов и трансмембранного электрохимического потенциала. Термин катаболизм не является синонимом «энергетического обмена»: у многих организмов (например у фототрофов) основные процессы запасания энергии не связаны напрямую с расщеплением органических молекул. Классификация организмов по типу метаболизма может быть основана на источнике получения энергии, что отражено в предыдущем разделе. Энергию химических связей используют хемотрофы, а фототрофы потребляют энергию солнечного света. Однако все эти различные формы обмена веществ зависят от окислительно-восстановительных реакций, которые связаны с передачей электронов от восстановленных доноров молекул, таких как органические молекулы, вода, аммиак, сероводород, на акцепторные молекулы, такие как кислород, нитраты или сульфат.[31] У животных эти реакции сопряжены с расщеплением сложных органических молекул до более простых, таких как двуокись углерода и воду. В фотосинтезирующих организмах — растениях и цианобактериях — реакции переноса электрона не высвобождают энергию, но они используются как способ запасания энергии, поглощаемой из солнечного света.[32]

Катаболизм у животных может быть разделён на три основных этапа. Во-первых, крупные органические молекулы, такие как белки, полисахариды и липиды, расщепляются до более мелких компонентов вне клеток. Далее эти небольшие молекулы попадают в клетки и превращается в ещё более мелкие молекулы, например ацетил-КоА. В свою очередь, ацетильная группа кофермента А окисляется до воды и углекислого газа в цикле Кребса и дыхательной цепи, высвобождая при этом энергию, которая запасается в форме АТР.

Пищеварение[править | править код]

Такие макромолекулы, как крахмал, целлюлоза или белки, должны расщепляться до более мелких единиц прежде, чем они могут быть использованы клетками. Несколько классов ферментов принимают участие в деградации: протеазы, которые расщепляют белки до пептидов и аминокислот, гликозидазы, которые расщепляют полисахариды до олиго- и моносахаридов.

Микроорганизмы выделяют гидролитические ферменты в пространство вокруг себя,[33][34] чем отличаются от животных, которые выделяют такие ферменты только из специализированных железистых клеток.[35] Аминокислоты и моносахариды, образующиеся в результате активности внеклеточных ферментов, затем поступают в клетки с помощью активного транспорта.[36][37]

Получение энергии[править | править код]

В ходе катаболизма углеводов сложные сахара расщепляются до моносахаридов, которые усваиваются клетками.[38] Попав внутрь, сахара (например глюкоза и фруктоза) в процессе гликолиза превращаются в пируват, при этом вырабатывается некоторое количество АТФ.[39] Пировиноградная кислота (пируват) является промежуточным продуктом в нескольких метаболических путях. Основной путь метаболизма пирувата — превращение в ацетил-КоА и далее поступление в цикл трикарбоновых кислот. При этом в цикле Кребса в форме АТР запасается часть энергии, а также восстанавливаются молекулы NADH и FAD. В процессе гликолиза и цикла трикарбоновых кислот образуется диоксид углерода, который является побочным продуктом жизнедеятельности. В анаэробных условиях в результате гликолиза из пирувата при участии фермента лактатдегидрогеназы образуется лактат и происходит окисление NADH до NAD+, который повторно используется в реакциях гликолиза. Существует также альтернативный путь метаболизма моносахаридов — пентозофосфатный путь, в ходе реакций которого энергия запасается в форме восстановленного кофермента NADPH и образуются пентозы, например рибоза, необходимая для синтеза нуклеиновых кислот.

Жиры на первом этапе катаболизма гидролизуются в свободные жирные кислоты и глицерин. Жирные кислоты расщепляются в процессе бета-окисления с образованием ацетил-КоА, который в свою очередь далее катаболизируется в цикле Кребса, либо идёт на синтез новых жирных кислот. Жирные кислоты выделяют больше энергии, чем углеводы, так как жиры содержат удельно больше атомов водорода в своей структуре.

Аминокислоты либо используются для синтеза белков и других биомолекул, либо окисляются до мочевины, диоксида углерода и служат источником энергии.[40] Окислительный путь катаболизма аминокислот начинается с удаления аминогруппы ферментами трансаминазами. Аминогруппы утилизируются в цикле мочевины; аминокислоты, лишённые аминогрупп, называют кетокислотами. Некоторые кетокислоты — промежуточные продукты цикла Кребса. Например, при дезаминировании глутамата образуется альфа-кетоглутаровая кислота.[41] Гликогенные аминокислоты также могут быть преобразованы в глюкозу в реакциях глюконеогенеза.[42]

Окислительное фосфорилирование[править | править код]

При окислительном фосфорилировании электроны, удалённые из пищевых молекул в метаболических путях (например в цикле Кребса), переносятся на кислород, а выделяющаяся энергия используется для синтеза АТФ. У эукариот данный процесс осуществляется при участии ряда белков, закреплённых в мембранах митохондрий, называемых дыхательной цепью переноса электронов. У прокариот эти белки присутствуют во внутренней мембране клеточной стенки.[43] Белки цепи переноса электронов используют энергию, полученную при передаче электронов от восстановленных молекул (например NADH) на кислород, для перекачки протонов через мембрану.[44]

При перекачке протонов создаётся разница концентраций ионов водорода и возникает электрохимический градиент.[45] Эта сила возвращает протоны обратно в митохондрии через основание АТФ-синтазы. Поток протонов заставляет вращаться кольцо из c-субъединиц фермента, в результате чего активный центр синтазы изменяет форму и фосфорилирует аденозиндифосфат, превращая его в АТФ.[15]

Энергия из неорганических соединений[править | править код]

Хемолитотрофами называют прокариот, имеющих особый тип обмена веществ, при котором энергия образуется в результате окисления неорганических соединений. Хемолитотрофы могут окислять молекулярный водород,[46] соединения серы (например сульфиды, сероводород и неорганические тиосульфаты),[1]оксид железа(II)[47] или аммиак.[48] При этом энергия от окисления этих соединений образуется с помощью акцепторов электронов, таких как кислород или нитриты.[49] Процессы получения энергии из неорганических веществ играют важную роль в таких биогеохимических циклах, как ацетогенез, нитрификация и денитрификация.[50][51]

Энергия из солнечного света[править | править код]

Энергия солнечного света поглощается растениями, цианобактериями, пурпурными бактериями, зелёными серными бактериями и некоторыми простейшими. Этот процесс часто сочетается с превращением диоксида углерода в органические соединения, как часть процесса фотосинтеза (см. ниже). Системы захвата энергии и фиксации углерода у некоторых прокариот могут работать раздельно (например у пурпурных и зелёных серных бактерий).[52][53]

У многих организмов поглощение солнечной энергии в принципе аналогично окислительному фосфорилированию, так как при этом энергия запасается в форме градиента концентрации протонов и движущая сила протонов приводит к синтезу АТФ.[15] Электроны, необходимые для этой цепи переноса, поступают от светособирающих белков, называемых центрами фотосинтетических реакций (примером являются родопсины). В зависимости от вида фотосинтетических пигментов классифицируют два типа центров реакций; в настоящее время большинство фотосинтезирующих бактерий имеют только один тип, в то время как растения и цианобактерии два.[54]

У растений, водорослей и цианобактерий фотосистема II использует энергию света для удаления электронов из воды, при этом молекулярный кислород выделяется как побочный продукт реакции. Электроны затем поступают в комплекс цитохрома b6f, который использует энергию для перекачки протонов через тилакоидную мембрану в хлоропластах.[7] Под действием электрохимического градиента протоны движутся обратно через мембрану и запускают АТР-синтазу. Электроны затем проходят через фотосистему I и могут быть использованы для восстановления кофермента NADP+, для использования в цикле Кальвина или рециркуляции для образования дополнительных молекул АТР.[55]

Анаболизм — совокупность метаболических процессов биосинтеза сложных молекул с затратой энергии. Сложные молекулы, входящие в состав клеточных структур, синтезируются последовательно из более простых предшественников. Анаболизм включает три основных этапа, каждый из которых катализируется специализированным ферментом. На первом этапе синтезируются молекулы-предшественники, например аминокислоты, моносахариды, терпеноиды и нуклеотиды. На втором этапе предшественники с затратой энергии АТФ преобразуются в активированные формы. На третьем этапе активированные мономеры объединяются в более сложные молекулы, например белки, полисахариды, липиды и нуклеиновые кислоты.

Не все живые организмы могут синтезировать все биологически активные молекулы. Автотрофы (например растения) могут синтезировать сложные органические молекулы из таких простых неорганических низкомолекулярных веществ, как углекислый газ и вода. Гетеротрофам необходим источник более сложных веществ, таких как моносахариды и аминокислоты, для создания более сложных молекул. Организмы классифицируют по их основным источникам энергии: фотоавтотрофы и фотогетеротрофы получают энергию из солнечного света, в то время как хемоавтотрофы и хемогетеротрофы получают энергию из неорганических реакций окисления.

Связывание углерода[править | править код]

Растительные клетки содержат хлоропласты (зелёного цвета), в тилакоидах которых происходят процессы фотосинтеза. Plagiomnium affine из семейства Mniaceae отдела Настоящие мхи (Bryophyta)

Фотосинтезом называют процесс биосинтеза сахаров из углекислого газа, при котором необходимая энергия поглощается из солнечного света. У растений, цианобактерий и водорослей при кислородном фотосинтезе происходит фотолиз воды, при этом как побочный продукт выделяется кислород. Для преобразования CO2 в 3-фосфоглицерат используется энергия АТФ и НАДФ, запасённая в фотосистемах. Реакция связывания углерода осуществляется с помощью фермента рибулозобисфосфаткарбоксилазы и является частью цикла Кальвина.[56] У растений классифицируют три типа фотосинтеза — по пути трёхуглеродых молекул, по пути четырёхуглеродых молекул (С4), и CAM фотосинтез. Три типа фотосинтеза отличаются по пути связывания углекислого газа и его вхождения в цикл Кальвина; у C3 растений связывание CO2 происходит непосредственно в цикле Кальвина, а при С4 и CAM CO2 предварительно включается в состав других соединений. Разные формы фотосинтеза являются приспособлениями к интенсивному потоку солнечных лучей и к сухим условиям.[57]

У фотосинтезирующих прокариот механизмы связывания углерода более разнообразны. Углекислый газ может быть фиксирован в цикле Кальвина, в обратном цикле Кребса[58] или в реакциях карбоксилирования ацетил-КоА.[59][60] Прокариоты — хемоавтотрофы также связывают CO2 через цикл Кальвина, но для протекания реакции используют энергию из неорганических соединений.[61]

Углеводы и гликаны[править | править код]

В процессе анаболизма сахаров простые органические кислоты могут быть преобразованы в моносахариды, например в глюкозу, и затем использованы для синтеза полисахаридов, таких как крахмал. Образование глюкозы из соединений, таких как пируват, лактат, глицерин, 3-фосфоглицерат и аминокислот, называют глюконеогенезом. В процессе глюконеогенеза пируват превращается в глюкозо-6-фосфат через ряд промежуточных соединений, многие из которых образуются и при гликолизе.[39] Однако глюконеогенез не просто является гликолизом в обратном направлении, так как несколько химических реакций катализируют специальные ферменты, что даёт возможность независимо регулировать процессы образования и распада глюкозы.[62][63]

Многие организмы запасают питательные вещества в форме липидов и жиров, однако позвоночные не имеют ферментов, катализирующих превращение ацетил-КоА (продукта метаболизма жирных кислот) в пируват (субстрат глюконеогенеза).[64] После длительного голодания позвоночные начинают синтезировать кетоновые тела из жирных кислот, которые могут заменять глюкозу в таких тканях, как головной мозг.[65] У растений и бактерий данная метаболическая проблема решается использованием глиоксилатного цикла, который обходит этап декарбоксилирования в цикле лимонной кислоты и позволяет превращать ацетил-КоА в оксалоацетат и далее использовать для синтеза глюкозы.[64][66]

Полисахариды выполняют структурные и метаболические функции, а также могут быть соединены с липидами (гликолипиды) и белками (гликопротеиды) при помощи ферментов олигосахаридтрансфераз.[67][68]

Жирные кислоты, изопреноиды и стероиды[править | править код]

Жирные кислоты образуются синтазами жирных кислот из ацетил-КоА. Углеродный скелет жирных кислот удлиняется в цикле реакций, в которых сначала присоединяется ацетильная группа, далее карбонильная группа восстанавливается до гидроксильной, затем происходит дегидратация и последующее восстановление. Ферменты биосинтеза жирных кислот классифицируют на две группы: у животных и грибов все реакции синтеза жирных кислот осуществляются одним многофункциональным белком I типа,[69] в пластидах растений и у бактерий каждый этап катализируют отдельные ферменты II типа.[70][71]

Терпены и терпеноиды являются представителями самого многочисленного класса растительных натуральных продуктов.[72] Представители данной группы веществ являются производными изопрена и образуются из активированных предшественников изопентилпирофосфата и диметилаллилпирофосфата, которые, в свою очередь, образуются в разных реакциях обмена веществ.[73] У животных и архей изопентилпирофосфат и диметилаллилпирофосфат синтезируются из ацетил-КоА в мевалонатном пути,[74] в то время как у растений и бактерий субстратами не-мевалонатного пути являются пируват и глицеральдегид-3-фосфат.[73][75] В реакциях биосинтеза стероидов молекулы изопрена объединяются и образуют сквалены, которые далее формируют циклические структуры с образованием ланостерола.[76] Ланост

ru.wikipedia.org


Смотрите также