Взаимосвязь анаболизма и катаболизма – Анаболизм и катаболизм: взаимосвязь, процессы и этапы

Содержание

Катаболизм, Анаболизм. Взаимосвязь катаболизма и анаболизма. — КиберПедия

Катаболизм или 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(Аденозинтрифосфат — нуклеотид, играет исключительно важную роль в обмене энергии и веществ в организмах; в первую очередь соединение известно как универсальный источник энергии для всех биохимических процессов, протекающих в живых системах).

Катаболические реакции лежат в основе диссимиляции: утраты сложными веществами своей специфичности для данного организма в результате распада до более простых.

Примерами катаболизма являются превращение этанола через стадии ацетальдегида (этаналя) и уксусной кислоты (этановой кислоты) в углекислый газ и воду, или процесс гликолиза — превращение глюкозы в молочную кислоту либо пировиноградную кислоту и далее уже в дыхательном цикле — опять-таки в углекислый газ и воду.

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

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 опять-таки регулируется гормонами. Например, адреналинили глюкокортикоиды сдвигают баланс обмена веществ в клетке в сторону преобладания катаболизма, а инсулин, соматотропин, тестостерон — в сторону преобладания анаболизма.

Два закона термодинамики, работающие в живых системах.

I закон (начало) термодинамики.

Первый закон термодинамики гласит: изменение энергии системы равно количеству тепла, полученному системой, плюс работа внешних сил, совершенная над системой

DE = Q + A

Для адиабатически изолированных (Q = 0, то есть обмена теплом с внешней средой не происходит) и замкнутых (А = 0, то есть внешние силы отсутствуют) систем DE = 0. Последнее утверждение является законом сохранения энергии: при всех изменениях, происходящих в адиабатически изолированных и замкнутых системах полная энергия системы остается постоянной.

Если рассматривать термодинамическую систему, состоящую только из живой системы, то закон сохранения энергии неприменим, так как живая система является открытой. Для термодинамической системы, включающей в себя живую систему и среду, с которой система обменивается энергией и веществом, закон сохранения энергии выполняется.Действительно, как показали опыты, общее количество энергии, которое получает организм за некоторый промежуток времени, вновь обнаруживается впоследствии в виде:


а) выделяемого тепла;

б) в совершаемой внешней работе или выделяемых веществах;

в) в виде теплоты сгорания веществ, синтезированных за этот промежуток времени за счет энергии, поступившей извне.

 

II закон (начало) термодинамики.

Второй закон термодинамики утверждает, что в изолированной термодинамической системе энтропия никогда не может уменьшаться. Она равна нулю при обратимых процессах и может только увеличиваться при необратимых процессах.

Применение второго закона термодинамики к живым системам без учета того, что это открытые системы, приводит к противоречию. Действительно, энтропия должна всегда возрастать, то есть должна расти неупорядоченность живой системы. В то же время мы хорошо знаем, что все живые системы постоянно создают из беспорядка упорядоченность. В них создается и поддерживается физическое и химическое неравновесие, на котором основана работоспособность живых систем. В процессе развития каждого организма (ортогенеза), так же как и в процессе эволюционного развития (филогенеза) все время образуются новые структуры, и достигается состояние с более высокой упорядоченностью. А это означает, что энтропия (неупорядоченность) живой системы не должна возрастать. Таким образом, второй закон термодинамики, справедливый для изолированных систем, для живых систем, являющихся открытыми, неприменим.

 

Питание как процесс приобретения энергии и вещества живыми организмами. Фототрофные и хемотрофные организмы. Авторофные и гетеротрофные организмы. Значимость и соотношение этих форм организмов в живой природе.


Автотро́фы — организмы, синтезирующие органические соединения из неорганических.

Автотрофы составляют первый ярус в пищевой пирамиде (первые звенья пищевых цепей). Именно они являются первичными продуцентами органического вещества в биосфере, обеспечивая пищей гетеротрофов. Следует отметить, что иногда резкой границы между автотрофами и гетеротрофами провести не удаётся. Например,одноклеточная эвглена на свету является автотрофом, а в темноте — гетеротрофом.

Автотрофные организмы для построения своего тела используют неорганические вещества почвы, воды, воздуха. При этом почти всегда источником углеродаявляется углекислый газ. При этом одни из них (фототрофы) получают необходимую энергию от Солнца, другие (хемотрофы) — от химических реакций неорганических соединений.

Гетеротро́фы — организмы, которые не способны синтезировать органические вещества из неорганических, путём фотосинтеза или хемосинтеза. Для синтеза необходимых для своей жизнедеятельности органических веществ им требуются экзогенные органические вещества, то есть произведённые другими организмами.

Фототрофы

Организмы, для которых источником энергии служит солнечный свет (фотоны, благодаря которым появляются доноры — источники электронов), называются фототрофами. Такой тип питания носит название фотосинтеза. К фотосинтезу способны зелёные растения и многоклеточные водоросли, а также цианобактерии и многие другие группы бактерий благодаря содержащемуся в их клетках пигменту — хлорофиллу.

 

Хемотрофы

 

Остальные организмы в качестве внешнего источника энергии (доноров — источников электронов) используют энергию химических связей пищи или восстановленных неорганических соединений — таких, как сероводород, метан, сера, двухвалентное железо и др. Такие организмы называются хемотрофы. Все фототрофы-эукариоты одновременно являются автотрофами, а все хемотрофы-эукариоты — гетеротрофами. Среди прокариот встречаются и другие комбинации. Так, существуют хемоавтотрофные бактерии, а некоторые фототрофные бактерии также могут использовать гетеротрофный тип питания, то есть являются миксотрофами.

cyberpedia.su

Анаболизм + катаболизм = метаболизм. | 90-60-90

Анаболизм + катаболизм = метаболизм.

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

Анаболизм.

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

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

Усилить процесс анаболизма в организме можно одним из следующих методов.

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

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

Катаболизм.

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

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

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

Метаболизм.

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

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

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

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

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

Ускорение анаболизма. Углеводы


В макаронных изделиях, различных крупах и картофеле содержится большое количество углеводов — очень энергоемких органических соединений, которые позволяют развивать на тренировке мощнейшие мышечные усилия. Но перед тем, как отдать энергию мышцам, углеводы подвергаются сложным биохимическим реакциям. В пищеварительном тракте они расщепляются и образуют фруктозу и глюкозу, которые и используются мышцами как топливо.

Промежуточная часть глюкозы и фруктозы откладываются в печени и образуют там гликоген.

Гликоген — это своего рода энергетический запас, который накапливается организмом и пускается в дело, когда потребность в энергии становится предельной. Такая потребность возникает и на тренировках, при поднятии тяжестей.

Очевидно, что хорошенько прокачаться получится лишь в том случае, если гликогена в организме накопилось достаточное количество.

В принципе, все вышеописанное скорее всего для многих не будет открытием, но то, что будет описано далее будет интересным и полезным для каждого.

  • 1) Существует такой период времени, в течении которого гликоген накапливается с гораздо большей скоростью и длится данный период примерно 30 минут после окончания тренировки. Ускоренное накопление гликогена обусловлено тем, что в этот промежуток времени, организм выделяет в кровь специальные вещества — энзимы. Особенностью их как раз и является то, что они способствуют увеличению темпа накопления гликогена.

Поэтому старайтесь в первые 30 минут после окончания тренировки съедать продукты с высоким содержанием углеводов!

  • 2)Поступление углеводов в организм сразу после тренировки является сильным толчком к накоплению гликогена, но по истечению 30 минут после окончания занятий, этот процесс сильно снизит темп. В первые два часа запасы гликогена пополняться еще на 8-10%, но не больше. Далее гликогеный запас будет пополняться примерно на 5% в час. Это очень медленно и для полного восстановления понадобится как минимум 20 часов. А если еще учесть многочисленные стрессы, которые мы испытываем на работе, дома, да и вообще в повседневной жизни, то этот процесс затянется куда дольше чем на 20 часов.

Отсюда и причина «вялой тренировки» — Вы просто не зарядили свою «энергетическую батарею» на 100 процентов!

  • 3) На следующий день после тренировки, Вам следует повторно «принять дозу» углеводов на завтрак. Однако, при составлении меню, не делайте слишком большой акцент на фрукты. Углеводы фруктов перерабатываются в фруктозу, которая менее эффективна чем глюкоза. Поэтому, лучшим завтраком будет меню, включающее в себя хлеб, картофель или макаронные изделия. Углеводы, содержащиеся в этих продуктах, дадут больший эффект.

Также, причиной углеводного недостатка, косвенно может послужить относительно низкий психический тонус, плохое настроение и депрессия. Хорошее настроение — вот что Вам нужно! Однако и оно не свидетельствует о том, что организм накопил достаточно гликогена. Хорошее настроение всего лишь говорит об оптимальном количестве в крови глюкозы. Этого хватит для того, чтобы обеспечить естественные энергозатраты организма, но для тяжелой тренировки этого все равно будет мало.

Вывод: достаточное количество углеводов + хорошее настроение = наилучший результат!

Особенности катаболизма и анаболизма. Взаимосвязь анаболизма и катаболизма

Анаболизм и катаболизм – два абсолютно противоположных процесса, но несмотря на это, они тесно взаимосвязаны.

В результате катаболических реакций образуются вещества и энергия, которые используются при анаболическом процессе. А анаболизм осуществляет поставку ферментов и веществ, необходимых для катаболизма.

Так, например, организм человека может покрыть свою потребность в 14-ти аминокислотах . Дисбаланс этих процессов может привести к гибели организма.

Давайте разберемся, как правильно принимать гейнер и чем он отличается от остальных добавок.

Научитесь подтягиваться на турнике . Это не так сложно, как кажется.

Что предпринять, чтобы убрать пивной живот? Для начала прочитать это: http://ifeelstrong.ru/manworkouts/methods/kak-ubrat-zhivot-i-boka-v-domashnih-usloviyah.html . Все о питании и нужных упражнениях.

Гликолиз

I

Гликолиз (греч. glykys сладкий + lysis разрушение, распад)

ферментативный процесс анаэробного негидролитического расщепления углеводов (главным образом глюкозы) в клетках человека и животных, сопровождающийся синтезом аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ), основного аккумулятора химической энергии в клетке, и заканчивающийся образованием молочной кислоты (лактата). У растений и микроорганизмов процессами, аналогичными Г., являются различные виды брожения ( Брожение ) . Г. является наиболее важным анаэробным путем распада углеводов ( Углеводы ) , играющим значительную роль в обмене веществ и энергии ( Обмен веществ и энергии ) . В условиях недостаточности кислорода единственным процессом, поставляющим энергию для осуществления физиологических функций организма, оказывается Г., а в аэробных условиях Г. представляет первую стадию окислительного превращения глюкозы ( Глюкоза ) и других углеводов до конечных продуктов их распада — СО2и Н2О (см. Дыхание тканевое ) . Интенсивный Г. происходит в скелетных мышцах, где он обеспечивает возможность развития максимальной активности мышечного сокращения в анаэробных условиях, а также в печени, сердце, головном мозге. Реакции Г. протекают в цитозоле.

Этапы анаболизма. Метаболизм и его стадии

«Метаболизм» — это слово мы часто слышим от диетологов и спортсменов, фитнес-инструкторов и вечно худеющих знакомых. Чаще всего его употребляют имея в виду «обмен веществ». Давайте подробнее разберемся в том, что же это такое.

Итак, метаболизмом называется основа процессов, происходящих во всех живых организмах, предназначенных для поддержания их жизнедеятельности. Рост, размножение, заживление повреждений, похудение и набор веса – всё это можно назвать клиническими примерами метаболизма.

Качество метаболизма зависит от:

  • пола: у большинства мужчин метаболизм на 15 — 20% выше, чем у женщин;
  • возраста: у людей старше 25 лет скорость метаболизма начинает снижаться в среднем на 3-5% каждые десять лет;
  • веса: чем больше общий вес внутренних органов, костей и мышц, тем больше калорий требуется организму;
  • физических нагрузок: в первые 2-3 часа после тренировки метаболизм увеличивается в среднем на 25-30%, в течение последующих суток после тренировки – на 5-7%.

Конечно, в научной терминологии не  существует такого понятия, как «скорость метаболизма», однако оно часто употребляется для удобства восприятия. Необходимо помнить, что метаболизм каждого человека уникален. В результате проведенных исследований, ученые доказали, что действительно замедленный метаболизм наблюдается лишь у людей, подверженных ряду сложных заболеваний, таких как гипотиреоз. Люди же, страдающие от лишнего веса, в большинстве своем не могут похудеть не из-за болезней, а в связи с энергетическим дисбалансом. Это означает, что в организм этих людей поступает больше питательных веществ, чем нужно для преобразования в энергию, и в результате они складируются про запас.

Процессы метаболизма принято делить на две стадии: созидательную, которую еще называют анаболизмом, и разрушительную – ее называют катаболизмом.

Что относится к анаболизму. Анаболизм

Анаболи́зм (от греч. ἀναβολή , «подъём») или пластический обмен  — совокупность химических процессов , составляющих одну из сторон обмена веществ в организме , направленных на образование высокомолекулярных соединений.

Анаболизм взаимосвязан с противоположным процессом — катаболизмом , так как продукты распада различных соединений могут вновь использоваться при анаболизме, образуя в иных сочетаниях новые вещества . Процессы анаболизма, происходящие в зелёных растениях с поглощением энергии солнечных лучей (см. Фотосинтез ), имеют большое значение для поддержания жизни на планетарном уровне, играя решающую роль в синтезе органических веществ из неорганических . Анаболизм включает процессы синтеза аминокислот, моносахаридов, жирных кислот, нуклеотидов, полисахаридов, макромолекул белков, нуклеиновых кислот, АТФ

Видео Анаболизм и Катаболизм. Можно ли похудеть и одновременно

Метаболизм. Определение

С физиологической точки зрения метаболизм – это все химические реакции, которые происходят в вашем организме, необходимые для нормальной жизнедеятельности. В повседневной жизни метаболизм обычно называют обменом веществ.

Что же это такое простым языком? Метаболизм – это все процессы, которые происходят для усвоения и использования тех или иных нутриентов. Мы регулярно получаем те или иные микро и макроэлементы с едой, водой, воздухом и т.д. За счет метаболизма мы ими распоряжаемся: используем в качестве энергии, накапливаем в виде жировой ткани, пускаем на восстановление травмированных тканей и многое другое.

Катаболизм и анаболизм. Анаболизм и катаболизм

Анаболизм и катаболизм

Гормональная регуляция

В организме под влиянием гормонов постоянно протекают две противоположные реакции:

Анаболизм — синтез новых структур или веществ, этот процесс поддерживает обновление и рост новых тканей организма, в том числе мышц. Анаболические процессы протекают в покое и под влиянием анаболических гормонов: стероиды , гормон роста , пептиды , инсулин , а также средств с анаболической активностью ( анаболические стероиды , протеин , аминокислоты и многое другое). Эти средства перечислены и описаны в разделе Фармакология и Спортивное питание .

Катаболизм — разрушение структур или веществ, это необходимо для образования простых веществ (глюкозы, аминокислот), которые могут быть использованы для экстренных нужд. В бодибилдинге особое значение имеет катаболизм белков (мышц), при этом происходит разрушение мышечного протеина до аминокислот. Катаболические реакции провоцируются, прежде всего стрессом, утомлением, физической нагрузкой, голодом и другими ситуациями, которые сопровождаются подъёмом концентрации кортизола , адреналина , и, в меньшей степени, гормонами щитовидной железы .

Читайте основную статью: Антикатаболическое действие

Главная задача бодибилдинга заключается в том, чтобы подавить катаболизм белков и запустить анаболизм. На этом принципе строится питание атлетов, комплексы спортивных добавок, курсы фармакологии, режим отдыха и так далее.

Схема взаимодействия гормонов

Зеленым цветом выделены положительные эффекты, красным — отрицательные.

90-60-90.ru-land.com

13. Отличия катаболизма от анаболизма:

Отличительный признак

Катаболизм

Анаболизм

1. Энергия

Высвобождается (экзергонический
процесс)

Затрачивается (эндергонический
процесс)

2. Характер процесса

Окислительный

Восстановительный

3. Локализация в
клетке (компартментация метаболических
процессов)

Цитоплазма, митохондрии,
лизосомы

Цитоплазма клетки,
рибосомы, ЭПС, КГ, ядро

4. Обратимость реакций

Практически необратимы

В основном обратимы

Также
процессы катаболизма и анаболизма
различаются по механизмам
регуляции
.

Уровни взаимосвязи между ката– и анаболизмом.

1. На уровне источников углерода
(субстратов).

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

2. На уровне восстановленных эквивалентов.

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

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

3. На энергетическом уровне.

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

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

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

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

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

Роль адениловой системы:

1) играет центральную роль в энергообмене
всех клеток

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

Основные процессы, использующие
энергию гидролиза АТФ:

1. Синтез
различных веществ.

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

3. Механическое
движение (мышечная работа).

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

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

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

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

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

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

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

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

studfiles.net

Анаболизм + Катаболизм = Метаболизм — Ангрон

Анаболизм

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


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

Усилить процесс анаболизма в организме можно одним из следующих методов:

«Нет» анаболическим стероидам

Некоторые спортсмены используют запрещенные препараты — так называемые анаболические стероиды. Эти вещества влияют на анаболические процессы, создавая больше новых веществ и клеток, тем самым быстрее наращивая мышечную массу. Анаболические стероиды являются гормональными препаратами, которые не только участвуют в процессах обновления клеток, но и разрушающе влияют на общий фон гормонов. В результате это может привести к неправильному обмену веществ, заболеваниям сердца, почек и печени, а также к получению трав на тренировках. Именно поэтому все профессиональные инструктора советуют заниматься спортом без допинга в виде подобных химических препаратов, которые не станут помощниками в укреплении тела, а напротив, поспособствуют его разрушению.

Катаболизм

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

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

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

Метаболизм

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

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

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

А сейчас немного по научному:)

В обмене веществ выделяют два взаимосвязанных, но разнонаправленных процесса — анаболизм и катаболизм.

Анаболизм (ассимиляция) — это процессы синтеза сложных химических веществ из простых молекул. В процессе анаболизма образуются нуклеиновые кислоты, белки и другие макромолекулы организма. Эта сторона обмена включает и реакции распада питательных веществ при пищеварении, так как они обеспечивают поступление в клетки строительного материала и энергии, необходимых для процессов анаболизма. Анаболические реакции протекают с использованием химической энергии в виде АТФ или НАДН2.

Катаболизм (диссимиляция) — это процессы распада сложных веществ в клетках организма до более простых или до образования низкомолекулярных конечных продуктов распада (CO2, h3O, Nh4 и др.) и выведения их из организма. Катаболические реакции сопровождаются выделением свободной энергии, которая заключена в сложных молекулах органических веществ. Часть этой энергии превращается в химическую форму энергии (АТФ, НАДН2 и др.) и запасается в клетках организма. Большая часть энергии рассеивается в виде тепла.

Анаболизм и катаболизм — разнонаправленные процессы и протекают независимо друг от друга. Однако они тесно взаимосвязаны между собой. Катаболические процессы поставляют метаболиты и энергию для процессов анаболизма. Анаболические реакции накапливают (запасают) сложные питательные вещества и энергию, что создает возможность дальнейших реакций катаболизма.

Под воздействием физических нагрузок повышается общая интенсивность обмена веществ, особенно усиливаются катаболические процессы в скелетных мышцах и других тканях организма. Они обеспечивают энергией работающие мышцы. Скорость анаболизма при этом из-за дефицита энергии снижается.

В период отдыха после выполненной работы напряженно функционируют оба процесса. Их сбалансированность наступает после восстановления процессов биосинтеза белка, которые в зависимости от вида выполненной физической работы могут длиться от 12 до 72 ч.

В период восстановления после физических нагрузок наблюдается избыточное накопление отдельных энергетических субстратов и белковых соединений, что называется процессов сверхвосстановления. Такая приспособляемость обмена веществ создает условия для повышения функциональных возможностей организма, совершенствования его физических способностей в процессе спортивной тренировки.

Этапы распада питательных веществ и извлечения энергии в клетках.

Для обмена веществ характерна многостадийность происходящих процессов. Распад питательных веществ в клетках организма и извлечение из них энергии происходят постепенно, включая три основных этапа: подготовительный, этап универсализации и этап окислительного распада.

На подготовительном этапе сложные молекулы углеводов, жиров и белков распадаются до простых структурных мономеров: белки — до 20 разных аминокислот, сложные углеводы — до моносахаридов, в основном глюкозы, жиры — до глицерина и жирных кислот. На этом этапе выделяется незначительное количество энергии: при распаде белков и углеводов — 0,6 % потенциальной энергии, при распаде жиров — около 1 %. Такой распад питательных веществ происходит в системе пищеварения под действием пищеварительных ферментов и в различных тканях под действием внутритканевых ферментов.

Образовавшиеся различные вещества на этапе универсализации превращаются в единое вещество — ацетил-КоА, который является активной формой уксусной кислоты.
Атецил-КоА играет главную роль в метаболизме углеводов, жиров и белков, так как объединяет пути превращения различных веществ органических веществ. На это этапе высвобождается 1/3 потенциальной энергии, заключенной в окисляемых веществах.

Этап окисления питательных веществ является конечным метаболическим путем распада всех питательных веществ. В процессе сложных окислительных превращений
ацетил-КоА распадается до конечных продуктов СО2 и Н2О. При этом выделяется около 2/3 заключенной в питательных веществах энергии. Часть энергии выделяется в виде тепла, а другая ее часть накапливается в химических связях молекул АТФ (универсального источника энергии в организме).

—————————————————————————————

Мораль такова: без катаболизма не будет анаболизма, не пытайтесь подавить первый, лучше пытайтесь положительно воздействовать на второй.

Вместо того, чтобы стать жертвой маркетинга и каждый день после пробуждения нестись сломя голову с целью замесить протеина, лучше научитесь нормально спать.
Все знают, что мышцы строят гормоны.
Гормоны (у натурала) — это СОН.
Труднорастущий (читай — нихрена нерастущий) натурал — невысыпающийся кортизольщик.
Стоит начать с этого.

Помимо питания, будем считать, что оно отвечает хоть каким-то нормам по БЖУ, нужен профицит некоторых минеральных веществ, витаминов и витаминоподобных веществ, которые отвечают за синтез белка и проявляют анаболическое действие.

Минералы: Магний, Цинк, Хром

Витамины: Витамин A, Витамин E, Витамин B2, Витамин B6, Витамин B12, Витамин C, Витамин B9 (фолиевая кислота)

Витаминоподобные вещества: Витамин B13 (оротовая кислота), Парааминобензойная кислота (ПАБК)

dnevniki.ykt.ru

13. Отличия катаболизма от анаболизма:

Отличительный
признак

Катаболизм

Анаболизм

1.
Энергия

Высвобождается
(экзергонический процесс)

Затрачивается
(эндергонический процесс)

2.
Характер процесса

Окислительный

Восстановительный

3.
Локализация в клетке (компартментация
метаболических процессов)

Цитоплазма,
митохондрии, лизосомы

Цитоплазма
клетки, рибосомы, ЭПС, КГ, ядро

4.
Обратимость реакций

Практически
необратимы

В
основном обратимы

Также
процессы катаболизма и анаболизма
различаются по
механизмам регуляции
.

Уровни взаимосвязи между ката– и анаболизмом.

1. На уровне
источников углерода (субстратов).

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

2. На уровне
восстановленных эквивалентов.

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

НАДФН
– основной донор электронов в
восстановительных реакциях биосинтеза.
НАДН и ФАДН2

основные акцепторы и переносчики
электронов при окислении «топливных
молекул».

3. На энергетическом
уровне.

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

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

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

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

15.
Адениловая
система

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

Роль адениловой
системы:

1) играет центральную
роль в энергообмене всех клеток

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

Основные процессы,
использующие энергию гидролиза АТФ:

1. Синтез
различных веществ.

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

3.
Механическое
движение
(мышечная работа).

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

1. Клетки
скелетных мышц

(главная функция – мышечное сокращение)
широко используют катаболизм
энергосубстратов (анаэробный
гликолиз

у белых мышечных волокон и окислительное
фосфорилирование

в красных мышечных волокнах) и запасание
выделяющейся энергии в форме АТФ –
основного источника энергии для
сокращения и расслабления.

2.
Кардиомиоциты
— постоянно сокращаются и расслабляются,
поэтому используют аэробный
катаболизм

энергосубстратов и интенсивный синтез
АТФ, имеют высокую окислительную
способность.

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

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

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

6. Клетки
почек

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

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

studfiles.net

Энергетическая взаимосвязь катаболизма и анаболизма


    
 
Выделяющие энергию питательные вещества
а. Углеводы
б. Жиры
в. Белки
 
 
Клеточные макромолекулы
а. Белки
б. Полисахариды
в. Липиды
г. НК
 

 

 

АДФ+НРО42-

НАД+

НАДФ+

 

АТФ

НАДН

Обедненные энергией конечные продукты
а. СО2
б. Н2О
в. NН3
Молекулы предшественники а. Аминокислоты
б .Сахара
в. Жирные кислоты
г. Азотистые основания

НАДФН

 
 
химическая энергия

 

 

 

Существует три типа обмена веществ:

а. сходящийся катаболический,

б. расходящийся анаболический,

в. циклический.

Гликолиз

 

D-Глюкоза является наиболее распространенным источником химической энергии, поэтому она занимает центральное положение в метаболизме. Она относительно богата потенциальной энергией, при ее окислении до углекислого газа выделяется значительное количество энергии.

В организме глюкоза хранится в форме полисахарида, который быстро превращается в глюкозу, в случае потребности организма в энергии.

В высших растениях и животных глюкоза выполняет три назначения: она может быть запасенным источником химической энергии, она может окисляться до трехуглеродных соединений (пуриват) в процессе гликолиза, или окисляться до пентоз.

 

 
 

 

гликолиз (10 реакций)

 
 
2 молекулы
пирувата

анаэробные анаэробные

условия условия

 
 
2 молекулы
лактата
2 молекулы
этанола + 2СО2

О2 аэробные

условия

СО2

 
 
2 молекулы
ацетил-СоА

Ферментация до

Спиртовая до молочной кислоты

ферментация

в дрожжах О2 цикл превращений

лимонной кислоты

 

 

 

Вопросы для самоконтроля

1. Изменения энтропии в процессе формирования цыпленка из яйца?

2. Утилизация АТФ организмом человека.

3. Роль митохондрий в биоэнегетике и метаболизме?

4. Роль гликоген фосфорилазы.

5. Клинические симптомы дефицита ферментов в процессе гликолиза.

 

 

Тестовые вопросы


1. Назовите основное вещество с которого начинается процесс гликолиза?

а) углеводы;

б) жиры;

в) белки;

г) витамины.

2. Какое количество энергии выделяется при окислении глюкоза?

а) 628 ккал;

б) 100 ккал;

в) 50 ккал;

г) 25 ккал.

3. Что общего в процессах аэробного и анаэробного окисления глюкоза?

а) оба процесса начинаются с окислением глюкозы до пировиноградной кислоты;

б) не требуется для реакции кислорода;

в) требуется избыток кислорода.

4. Какие конечные продукты аэробного окисления глюкозы?

а) СО2 и Н2О;

б) С6Н12О6;

в) С2Н5ОН;

г) пировиноградная кислота.

5. Какие продукты образуются при декарбоксилировании пировиноградной кислоты?

а) СО2 и Н2О;

б) С2Н5ОН;

в) уксусный альдегид.

 

ТЕМА 13. МЕТАБОЛИЗМ ЛИПИДОВ

 

Липиды — большая группа веществ с разной химической структурой, но общим свойством — они не растворимы в воде, а растворимы в различных органических растворителях. Пути превращения различных липидов (жиры, фосфолипиды, гликолипиды), их распад и синтез не являются одинаковыми.

Гидролитическое расщепление жиров (как наиболее распространенного веществ в классе липидов) катализируется ферментами липазами. В ротовой полости переваривания жиров не происходит, т.к. в слюне липазы отсутствуют. В желудочном соке содержится липаза в незначительном количестве, которая катализирует распад жиров, находящихся в эмульгированном состоянии (молоко). В основном переваривание жиров происходит в тонких кишках. В двенадцатиперстную кишку поступает сок поджелудочной железы и желчь. В соке поджелудочной железы содержится липаза, в желчи — желчные кислоты, соли которых являются эмульгаторами жиров, благодаря им образуется тонкая устойчивая эмульсия жиров с диаметром частиц 0,5 мкм и меньше. В тонких кишках после переваривания пищи, богатой жирами, можно обнаружить жирные кислоты, их соли и смесь моно-, ди- и триацилглицеролов в виде тонкой эмульсии. Глицерин, хорошо растворимый в воде, всасывается стенками кишок. Всасывание жирных кислот идет в форме комплексов с желчными кислотами. Некоторое количество жира в виде капелек диаметром менее 0,5 мкм может всосаться стенкой кишок в форме эмульсии моноглицеридов (хиломикроны).



Распад жиров в организме происходит с образованием конечных продуктов СО2 и Н2О. Распад жиров начинается с их гидролиза под действием липаз до глицерина и жирных кислот, пути распада последних различны. Превращение глицерина (подобно превращению углеводов) начинается с его фосфорилирования под действием фермента фосфоферазы, катализирующей перенос фосфатного остатка от молекулы АТФ на молекулу глицерина.

 
 

 

АТФ АДФ

 

 

Глицерофосфорная кислота затем подвергается окислению с образованием фосфоглицероальдегида.

 
 

 

-2е , -2Н+

 

оксидаза

 

Далее возможны два пути: а. синтез гликогена, б. Последующий распад до молочной кислоты и ее аэробное окисление с образованием СО2 и Н2О.

 



Рекомендуемые страницы:

lektsia.com

13. Отличия катаболизма от анаболизма:

Отличительный
признак

Катаболизм

Анаболизм

1.
Энергия

Высвобождается
(экзергонический процесс)

Затрачивается
(эндергонический процесс)

2.
Характер процесса

Окислительный

Восстановительный

3.
Локализация в клетке (компартментация
метаболических процессов)

Цитоплазма,
митохондрии, лизосомы

Цитоплазма
клетки, рибосомы, ЭПС, КГ, ядро

4.
Обратимость реакций

Практически
необратимы

В
основном обратимы

Также
процессы катаболизма и анаболизма
различаются по
механизмам регуляции
.

Уровни взаимосвязи между ката– и анаболизмом.

1. На уровне
источников углерода (субстратов).

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

2. На уровне
восстановленных эквивалентов.

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

НАДФН
– основной донор электронов в
восстановительных реакциях биосинтеза.
НАДН и ФАДН2

основные акцепторы и переносчики
электронов при окислении «топливных
молекул».

3. На энергетическом
уровне.

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

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

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

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

15.
Адениловая
система

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

Роль адениловой
системы:

1) играет центральную
роль в энергообмене всех клеток

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

Основные процессы,
использующие энергию гидролиза АТФ:

1. Синтез
различных веществ.

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

3.
Механическое
движение
(мышечная работа).

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

1. Клетки
скелетных мышц

(главная функция – мышечное сокращение)
широко используют катаболизм
энергосубстратов (анаэробный
гликолиз

у белых мышечных волокон и окислительное
фосфорилирование

в красных мышечных волокнах) и запасание
выделяющейся энергии в форме АТФ –
основного источника энергии для
сокращения и расслабления.

2.
Кардиомиоциты
— постоянно сокращаются и расслабляются,
поэтому используют аэробный
катаболизм

энергосубстратов и интенсивный синтез
АТФ, имеют высокую окислительную
способность.

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

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

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

6. Клетки
почек

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

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

studfiles.net

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о