Понятие об обмене веществ
Метаболизмом можно обозначить как набор биохимических процессов осуществляющихся в любом живом организме включая тело человека. Обмен веществ нужен для обеспечения жизнедеятельности органов и систем причем эти химические реакции позволяют нам расти адаптироваться к условиям внешней среды заживлять раны размножаться пр. Обменные процессы делятся на два вида:
- ассимиляция (конструктивные процессы или анаболизм);
- диссимиляция (разрушительные процессы или катаболизм).
Метаболизм — обмен веществ и энергии в клетке кратко процессы (Таблица схема)
Метаболизм — это обмен веществ и превращение энергии в клетке сложная цепь превращений веществ в организме начиная с момента их поступления из внешней среды и кончая удалением продуктов распада. В процессе обмена организм получает вещества для построения клеток и энергию для жизненных процессов. Поэтому выделяются два вида обмена: пластический и энергетический.
Пластическим обменом (анаболизм или ассимиляция) — это совокупность реакций способствующих построению клетки и обновлению ее состава.
Энергетический обмен (катаболизм диссимиляция) — совокупность реакций обеспечивающих клетку энергией.
Метаболизм его процессы катаболизм и анаболизм таблица
Признаки | Катаболизм (диссимиляция) | Анаболизм (ассимиляция) |
Определение | Катаболизм — это совокупность ферментативных реакций в живом организме направленных на расщепление сложных органических веществ (белков липидов углеводов нуклеиновых кислот) поступающих с пищей или запасенных в самом организме. Метаболические процессы которые разрушают простые вещества в сложные молекулы. Конечные продукты распада CO2 и H2O. | Анаболизм — это совокупность химических процессов в живом организме направленных на образование и обновление структурных частей клеток и тканей. При этом идет синтез сложных молекул (белков жиров углеводов) из более простых с накоплением энергии. |
Вид обмена | Энергетический обмен | Пластический обмен |
Энергии | — Освобождает энергию АТФ — Потенциальная энергия превращенная в кинетическую энергию | — Требуется энергия от распада АТФ окисления неорганических веществ солнечного света — Кинетическая энергия превращенная в потенциальную энергию |
АТФ | образуется накапливается | расходуется |
Тип реакции | экзэргонических | эндергонических |
Гормоны | Адреналин глюкагон цитокины кортизол | Эстроген тестостерон гормон роста инсулин |
Значение | — Обеспечивает энергию для анаболизма — нагревает тело — Позволяет сокращать мышцы | — Поддерживает новый рост клеток — Поддерживает хранение энергии — Техобслуживание тканей |
Кислород | Использует кислород | Не использует кислород |
Процессы (примеры) | К катаболическим процессам относятся реакции биологического окисления: — Дыхание клеток — Гликолиз — Брожение — Пищеварение — Экскреция | К анаболическим процессам относятся: — Биосинтез белка — Хемосинтез — Фотосинтез растений — Ассимиляция у животных |
Схема обмен веществ и энергии в клетке — метаболизм
Схема метаболизма (вариант 2)
_______________
Источник информации: Биология в таблицах и схемах / Спб. — 2004.
Что такое анаболизм
Пластический обмен возможен лишь при условии наличия достаточного количества энергии. Анаболизм – это процесс образования новых клеток структур тканей органических веществ в организме. Создание частиц сопровождается поглощением энергии при этом все процессы происходят в состоянии покоя и стимулируются анаболическими гормонами (стероидами инсулином гормоном роста пр.) Анаболизм способствует:
- росту/развитию мышц;
- минерализации костей;
- восстановлению тканей клеток.
Что такое катаболизм
Этапы данного процесса осуществляются с образованием энергии (при этом синтез АТФ происходит в ЦПЭ – цепи переноса электронов). Катаболизм – это энергообмен противоположный анаболизму который характеризуется расщеплением тканей структур органов сложных веществ до простых элементов. Важнейшей задачей процесса является обеспечение организма необходимой энергией и дальнейшее использование ее для нужд тела. Катаболизм вызывают:
- стресс;
- голодание;
- физическая нагрузка другие факторы которые сопровождаются выработкой адреналина.
Взаимосвязь анаболизма и катаболизма
Оба процесса взаимосвязанные и одинаково важные для человека они лежат в основе метаболизма. При этом энергетический обмен служит основой любой биохимии происходящей в теле. Каждый процесс жизнедеятельности будет неосуществимым без метаболизма: благодаря трансформации энергии и веществ в организме клетки могут расти сохранять свою структуру и развиваться создавая сложные структуры.
Взаимосвязь анаболизма и катаболизма неоспорима хотя два процесса являются кардинально противоположными друг другу. Вследствие катаболических реакций вырабатывается энергия и вещества которые необходимы для осуществления анаболического процесса. При этом анаболизм обеспечивает выработку ферментов и прочих продуктов нужных для катаболизма. К примеру человеческий организм может самостоятельно восполнить нехватку четырнадцати аминокислот (составляющих компонентов белков). Дисбаланс метаболических процессов способен повлечь гибель всего организма.
Функция анаболизма
Анаболические пути в клетке приводят к образованию более крупных и более сложных молекул из более мелких. Во-первых необходимы катаболические пути для расщепления молекул питательных веществ из пищи на небольшие строительные блоки. Эти меньшие молекулы затем соединяются вместе образуя разные более крупные молекулы называемые макромолекулами. Анаболические пути включают в себя ввод энергии которая необходима для формирования химических связей между более мелкими молекулами для образования макромолекул. Молекулы построенные из анаболизма затем используются для создания структур в клетке или даже для создания новых клеток. Анаболизм и катаболизм контролируются циркадными ритмами и оба они важны для развития роста и поддержания организм Клетки
Анаболические гормоны – это химические вещества которые вызывают рост клеток путем активации анаболических путей. Два примера анаболических гормонов – тестостерон и инсулин. Гормоны также могут быть получены искусственно в лаборатории; Вот как создаются анаболические стероиды.
Что происходит в процессе катаболизма
С помощью энергообмена организм получает энергию за счет разрушения биологических материалов. В ходе катаболизма происходит процесс распада крупных комплексов молекул на более мелкие при этом происходит выработка энергии которая нужна для здорового функционирования органов и систем. Благодаря катаболизму организм получает силы для любой физической активности – от уровня клеток до движения всего тела. Во время катаболических реакций происходит расщепление крупных полимеров до простых мономеров – строительных единиц из которых они формируются. Пример катаболизма:
- Происходит нарушение целостности нуклеиновых кислот отвечающих за передачу генетической информации вследствие чего они распадаются на нуклеотиды. Нуклеиновые кислоты разделяются на пентозу пурины пиримидины.
- Из полисахаридов в процессе катаболизма получаются моносахариды. Вещества (сложные углеводы) типа целлюлозы крахмала или гликогена относятся к группе полисахаридов. Если их разрушить организм получит простые или быстрые углеводы – рибозу глюкозу фруктозу (группа веществ называется моносахаридами).
- При распаде протеинов выходят аминокислоты. Эти вещества сформированные вследствие катаболизма могут повторно использовать при анаболических реакциях превращаться в иные химические соединения или участвовать в синтезе других аминокислот. Иногда белки распадаются на аминокислоты необходимые для синтеза глюкозы попадающей в кровь.
Этапы катаболизма
Данный процесс нужен чтобы организм получал энергию в достаточном количестве. Любые вещества перерабатываемые в теле человека являются источниками АТФ – специальных молекул необходимых для накопления энергии. Количество аденозинтрифосфата ограничено поэтому его следует постоянно пополнять и сделать это можно лишь посредством катаболизма. Энергообмен осуществляется в несколько стадий. Этапы катаболизма:
- углеводы белки жиры распадаются до простых молекул в ЖКТ вне клетки;
- молекулы попадают внутрь клетки в результате чего начинается накопление энергии (бескислородный этап);
- завершаются катаболические процессы образованием углекислого газа большого количества энергии и воды.
Что происходит в процессе анаболизма
Во время энергообмена создается материя и потребляется энергия. Как результат анаболических реакций создаются сложные субстанции. В ходе анаболизма происходит создание новых клеток и поддержание гомеостаза всех живых тканей тела. Действие организма при этом направлено на создание из простых единиц более сложные молекулы. Механизм анаболических реакций характеризуется использованием нескольких простых веществ для синтеза множества разных конечных продуктов. Примеры эффектов анаболизма – это:
- питание костных тканей для их роста восстановления развития;
- увеличение мышечной массы;
- заживление ран;
- рост ногтей волос пр.
Вследствие анаболических процессов мономеры преобразуются в полимеры – крупные молекулы имеющие сложную структуру включающие множество миниатюрных строительных единиц схожих друг с другом. К примеру: аминокислоты (мономеры) в результате ряда анаболических химических реакций формируют протеины являющиеся крупными сложными молекулами с трехмерной структурой (полимеры).
- Карта Мир Сбербанк: плюсы и минусы платежной системы
- Лямблии у детей — симптомы и лечение. Первые признаки лямблиоза и анализы народные и медикаментозные средства
- Биопсия шейки матки
Значение анаболизма и катаболизма
Энергетические обменные реакции играют очень важную роль для человека при этом организм сможет поддерживать свое состояние в норме лишь если анаболизм и катаболизм будут находится в равновесии. При подавлении одного из биопроцессов нарушение второго неизбежно поскольку они тесно связаны между собой. Дисбаланс энергообмена способен вызвать различные заболевания гормональные сбои и как следствие сильный набор жиров или же запуститься обратный процесс и произойдет чрезмерное похудение.
Катаболизм отвечает за разрушение мышечных тканей и других элементов для получения энергии. Реакция запускается во время стресса плохого сна спортивных тренировок утомления голода. При этом организм вырабатывает гормон кортизол который разрушает мышцы тем самым активирует накопление жира и повышение уровня глюкозы. Эти явления крайне нежелательны для спортсменов. Тем не менее кортизол оказывает и позитивное действие на организм: он расщепляет мышечные аминокислоты что крайне важно для жизнедеятельности человека.
Значение анаболизма и катаболизма для жизнедеятельности человека нельзя переоценить. Если пытаться искусственно подавить катаболические реакции вероятно развитие гормональных сбоев поэтому стоит научиться придерживаться правильного режима дня и контролировать развитие мышц. Осуществить это можно если обеспечивать своему телу полноценный отдых вести здоровый образ жизни подобрать сбалансированное питание и грамотно составить программу тренировок. Кроме того специалисты советуют использовать спортсменам биологически активные добавки и витамины.
Как повысить анаболизм
Только при равновесии анаболизма и катаболизма будет обеспечен правильный обмен веществ и здоровое состояние человека. Чрезмерное преобладание одного процесса над другим становится причиной развития разных патологий поэтому стоит проконсультироваться у врача прежде чем решиться повысить анаболизм. Сделать скорость энергообмена высокой можно такими способами:
- Диета. Увеличение количества потребляемого белка приводит к закономерному росту объема строительных материалов для мышц. При этом лишний протеин не будет так полезен если употреблять низкокалорийную пищу поскольку организму не хватит энергии на его усвоение. Питание должно быть сбалансированным тогда клетки будут получать необходимый строительный материал быстрее и мышечные ткани начнут расти.
- Сон. Полноценный отдых очень важен для анаболизма особенно если в этот день человек занимался спортом.
- Режим питания. Без своевременного поступления в организм питательных веществ процесс роста тканей невозможен.
- Психическая стабильность. Для снижения скорости катаболических реакций важно избегать стрессовых ситуаций.
- Прием допинговых препаратов. Эта мера крайне нежелательна для ускорения анаболизма поскольку часто приводит к проблемам на гормональном уровне и другим патологиям.
Определяющие анаболизм факторы
Если вы всерьез решили заняться профессиональным спортом хотите подтянуть свою фигуру к летку или просто интересуетесь основными определяющими факторами влияющими на анаболизм вам нужно учитывать три основных фактора:
- Стресс. В нашем случае это тренировочные нагрузки.
- Сон. Как естественный перезагрузочный и перестроечный процесс во время которого происходит основное строительство.
- Питание. Как основной элемент благодаря которому организм может получать все необходимое для улучшения собственных энергопотребителей.
- Вспомогательные вещества. О них стоит поговорить отдельно.
Питание
На первом месте в стимуляции анаболизма лежит питание. Ведь после катаболического стресса вызванного тренировкой запасы и внутренние резервы организма находятся в большом дефиците. Их восполнение является обязательным атрибутом к прогрессу. Кроме того питание это:
- Возможность стимулировать тестостерон продуктами смещающими метаболические весы;
- Возможность увеличить энергетические запасы за счет противовеса катаболическим процессам;
- Единственный источник аминокислот и гликогена без которого невозможно дальнейшее строительство.
Для достижения постоянного анаболического фона нужно постоянно смещать весы в свою сторону. Для этого атлеты постоянно увеличивают калорийность содержание белка в питании и используют витаминные комплексы (из натуральных продуктов) для того чтобы не только возместить резервы но и благодаря супервосстановлению.
Сон
Сон является необходимым перезагрузочным фактором. Он не только определяет восстановление но и является определяющим процессом который стремится уравновесить. В частности строительные процессы под гормональным давлением могут проходить только в самой глубокой фазой сна. Это означает что для полного восстановления энергетических запасов и увеличения мышечных объемов нужно спать не менее 2-х четырехчасовых циклов в сутки. Желательно в один заход. Обратной стороной является тот фактор что во время сна разогнанный метаболизм замедляется и далеко не сразу успевает ускориться после подъема. Поэтому спать больше 12 часов не рекомендуется.
Нагрузки
Вот мы и подошли к главному определяющему фактору влияющему на анаболизм. Без него анаболические процессы просто невозможны. А именно стрессовые нагрузки. Под воздействием стресса организм:
- Истощает запасы гликогена;
- Разрушает мышечные волокна;
- Накапливает метаболиты молочной кислоты;
- Выводит мозг из кислородного равновесия;
- Ускоряет метаболические процессы под воздействием кровяной помпы.
Как следствие – сама стрессовая я нагрузка (подъем тяжестей бег и пр.) является тем фактором который в краткосрочном периоде очень сильно смещает весы в сторону катаболизма взамен организм простимулированный таким ускорением разрушительных процессов стремится выровнять весы ускорением анаболизма который без противовеса и ведет к супервосстановлению.
Вспомогательные вещества
Так как мы рассматривали анаболизм как комплексный процесс на него можно воздействовать на каждой стадии. Если на клеточном уровне мы стимулируем его при помощи питания (белки расщепляемые на аминокислоты) на генетическом уровне мы не можем на него повлиять.
Остается гормональный уровень. Так как он является механизмом запуска усиления анаболизма на него можно повлиять при помощи внешнего воздействия.
Определяющими в анаболизме являются два гормона:
- Гормон роста;
- Мужской половой гормон.
Интересный факт: Благодаря большой стимуляции организма во время пубертата гормона роста именно в этом время спортсмены достигают своих лучших показателей и строят наибольшую мышечную массу. В частности за счет дополнительного стимулирования организма нагрузками в период пубертата можно увеличить толщину костей общую мышечную массу и вызвать существенную гиперплазию которая приведет к увеличению спортивного потенциала в дальнейшем.
Существует три основных способа как можно стимулировать выработку этих двух гормонов:
- Обеспечить строительными материалами организм из которых он сможет синтезировать необходимый гормон. В частности для тестостерона это различные холестеринсодержащие продукты и белки.
- Принудительная выработка. Здесь идет речь о разных тестостероновых стимуляторах например о трибулусе и цинке. Организм стремится переработать эти вещества которые в процессе метаболизма заставляют его выделять дополнительный гормональный фон.
- Внешнее использование гормона.
О последнем поговорим подробнее. Внешнее воздействие на гормональную систему является мощнейшим искусственным допингом но есть некоторые вещи которые нужно учитывать. Во-первых если на организм воздействовать анаболическими гормонами то он начинает лениться и воспринимает его как пищу. Т.е. если потреблять много определенных аминокислот организм перестает их вырабатывать так как знает что может всегда их получить из внешних источников. С гормонами та же ситуация.
Второе что следует запомнить внешний гормон это чужеродные клетки для организма. И он может просто не воспринять их как родные метаболизируя их с большим трудом. Так например изменено из-за этого многие ААС имеют отравляющее воздействие на организм. Организм не может полностью метаболизировать их в большом количестве поэтому конвертирует их в дигидотестостерон который приводит к облысению акне и является мощнейшим ядом для печени.
Ну и третье – как мы раньше уже говорили анаболизм и катаболизм стремятся находиться в определенном балансе. Гормональный фон усиленный анаболическими стероидами выводит его из равновесия что в свою очередь приводит к оптимизации всех ресурсов организма для того чтобы уравновесить его. Начинает вырабатывать эстроген тестостерон становится не таким эффективным.
А вот после окончания курса анаболиков организм выведенный из строя еще долго не может восстановиться так как катаболические процессы превалируют над анаболическими которые не получают внешней гормональной подпитки. Это не значит что стероиды наносят исключительно вред организму. Однако нужно понимать что их использование это смещение анаболического фона без стресса который нужно учитывать если вдруг вы решите начать использовать эти препараты.
Рекомендация редакции: если вы не являетесь профессиональным атлетом который зарабатывает на своей физической форме лучше избежать стимулирования собственного организма на гормональном уровне. Для улучшения спортивных показателей будет достаточно стимулировать анаболизм на клеточном уровне в крайнем случае можно будет использовать добавки которые принуждают организм вырабатывать свой метаболит тестостерона.
Анаболизм и катаболизм в спорте
Поскольку физические нагрузки являются серьезным стрессом для организма они запускают катаболические процессы. Тренировки формируют необходимость искать дополнительные источники энергии (организм берет их не только из жировых отложений но и в белках – строительных единицах мышц). Что такое катаболизм мышц? Это закономерный процесс при котором энергия необходимая для физических усилий вырабатывается путем распада мышечных тканей.
Анаболизм и катаболизм в спорте – всегда актуальная тема поскольку для спортсменов важно сохранить максимум или даже нарастить объем мышц. Одной из основных задач человека любого возраста который активно занимается спортом является ослабление катаболических реакций белков и активизация анаболического процесса. Уравновесить анаболизм и катаболизм бодибилдеру можно с помощью правильного питания соблюдения режима отдыха и приема спортивных добавок (протеина пр.).
Катаболизм и анаболизм
В теле обычного здорового человека который не пытается увеличить мышечную массу а просто поддерживает её катаболизм и анаболизм нивелируют друг друга. Они как Инь и Янь существуют в гармонии.
А вот при наборе мышечной массы анаболизм выше катаболизма. Мышечная ткань растёт больше чем разрушается.
И хотя при бодибилдинге мы не можем полностью свести катаболизм к нулю у нас есть два варианта действий:
- Максимально повысить анаболизм.
- Максимально понизить катаболизм.
Для получения лучшего результата стоит комбинировать те два метода
Роль играет конкретная разница между катаболизмом и анаболизмом. Если к примеру анаболизм в мышцах больше чем катаболизм то мышцы растут. Если же наоборот катаболизм превышает анаболизм то мышечная масса уменьшается.
Как минимизировать катаболизм вы узнаете в нашей другой теме. А сейчас сосредоточимся на повышении анаболизма.