Метаболизм это простыми словами что это такое

Метаболизм и скорость обмена веществ в организме

Метаболизм – это скорость, с которой человеческое тело разрушает пищу для производства энергии. Влияет ли уровень метаболизма на вес? Да!

Но можно ли верить всему, что советуют для его ускорения? Абсолютно нет! Так что же на самом деле является правдой, а что вымыслом об обмене веществ?

Большинство людей, обеспокоенных своим лишним весом, часто задают неправильный вопрос: «Как я могу повысить свой обмен веществ?». При этом фактически подразумевая: «Как я могу похудеть?». Несмотря на связь между собой эти вопросы существенно отличаются. Дело в том, что медленный обмен веществ не всегда виноват в лишнем весе. Многие полные люди имеют очень быстрый метаболизм. Поэтому лучше спрашивать: «Как я могу помочь своему метаболизму функционировать настолько оптимально, чтобы в результате можно было избавиться от части своего лишнего жира?»

В первую очередь необходимо осознать, что на метаболизм оказывают влияние три основных фактора: генетика (практически не поддается изменению), питание и физическая активность. Возможно, это покажется невероятным, но генетика задает темп обмену веществ только на 5%, а все остальное определяют именно два последних фактора, которые вполне можно откорректировать в нужную сторону.

Начинать следует с организации правильного питания. При этом лучше сразу забыть о «магических» продуктах и биодобавках, которые обещают чудесным образом ускорить обмен веществ. Первое что нужно сделать – перестать есть продукты, которые быстро повышают уровень сахара в крови и тем самым способствуют накоплению жира. Исключить из рациона следует пищу содержащую легкоусвояемые углеводы: кондитерские изделия, продукты содержащие сахар, фаст-фуд. Именно здоровое питание должно стать ключом к повышению скорости обмена веществ.

Скорость обмена веществ

Скорость обмена веществ

» data-medium-file=»https://i2.wp.com/medcentr-diana-spb.ru/wp-content/uploads/2020/04/Скорость-обмена-веществ.jpg?fit=450%2C253&ssl=1″ data-large-file=»https://i2.wp.com/medcentr-diana-spb.ru/wp-content/uploads/2020/04/Скорость-обмена-веществ.jpg?fit=900%2C506&ssl=1″ loading=»lazy» src=»https://i2.wp.com/medcentr-diana-spb.ru/wp-content/uploads/2020/04/%D0%A1%D0%BA%D0%BE%D1%80%D0%BE%D1%81%D1%82%D1%8C-%D0%BE%D0%B1%D0%BC%D0%B5%D0%BD%D0%B0-%D0%B2%D0%B5%D1%89%D0%B5%D1%81%D1%82%D0%B2.jpg?resize=900%2C506&ssl=1″ alt=»Скорость обмена веществ» width=»900″ height=»506″ srcset=»https://i2.wp.com/medcentr-diana-spb.ru/wp-content/uploads/2020/04/Скорость-обмена-веществ.jpg?w=900&ssl=1 900w, https://i2.wp.com/medcentr-diana-spb.ru/wp-content/uploads/2020/04/Скорость-обмена-веществ.jpg?resize=450%2C253&ssl=1 450w, https://i2.wp.com/medcentr-diana-spb.ru/wp-content/uploads/2020/04/Скорость-обмена-веществ.jpg?resize=768%2C432&ssl=1 768w» sizes=»(max-width: 900px) 100vw, 900px» data-recalc-dims=»1″ /> Скорость обмена веществ

Например, хотя фрукты и овощи сами по себе не способны поднять скорость обмена веществ, но они будут поставлять ценные питательные вещества, без которых метаболизм не будет работать в оптимальном режиме. Так магний необходим более чем 300 биохимическим реакциям. То же самое можно сказать и о других микроэлементах и витаминах. Однако поедать в непомерных количествах кальций или витамин С, все же не стоит, поскольку пользы от этого не будет, а вот вред вполне возможен.

Особое внимание следует уделить питьевой воде, которая необходима каждой клетке организма для обменных процессов. Обезвоживание отрицательно сказывается на метаболизме и самочувствии в целом. Кстати, если кроме воды пить зеленый чай или несладкий кофе, то можно еще немного «подогнать» обмен веществ.

А теперь о полноценном сне. Как показывают последние исследования, недосыпание приводит к повышению в крови инсулина и кортизола (стрессового гормона, способствующего преждевременному старению, а не как утверждают «некоторые» сжиганию жира). Поэтому если пожертвовать сном ради других занятий, можно сильно нарушить гормональный баланс в организме и здорового обмена веществ достичь вряд ли удастся.

Количество сжигаемых калорий в состоянии покоя определяет общая обезжиренная масса тела, в том числе мышцы, кости, органы. Чем их процент относительно жировой прослойки больше, тем выше будет метаболизм. Это объясняет, почему мужчины имеют на 10 – 20 процентов скорость обмена веществ выше, чем женщины, у которых строением тела предусмотрено больше жира. Поэтому самый действенный способ ускорить метаболизм – физические упражнения. Только заниматься спортом на фоне изнурительной голодовки – нельзя. Так можно подорвать свое здоровье, а вот мышцы таким образом увеличить не получится.

Эксперты сходятся во мнении, что силовые тренировки является наиболее эффективным способом построения и сохранения мышечной массы. А вот аэробные упражнения способны вызвать хоть и кратковременное, но очень интенсивное сжигание калорий. После такой тренировки метаболизм будет постепенно возвращаться на исходный уровень в течение нескольких часов, продолжая сжигать дополнительные калории.

» data-medium-file=»https://i1.wp.com/medcentr-diana-spb.ru/wp-content/uploads/2020/04/Силовая-тренировка.jpg?fit=450%2C300&ssl=1″ data-large-file=»https://i1.wp.com/medcentr-diana-spb.ru/wp-content/uploads/2020/04/Силовая-тренировка.jpg?fit=825%2C550&ssl=1″ loading=»lazy» src=»https://i1.wp.com/medcentr-diana-spb.ru/wp-content/uploads/2020/04/%D0%A1%D0%B8%D0%BB%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D1%8F-%D1%82%D1%80%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D1%80%D0%BE%D0%B2%D0%BA%D0%B0.jpg?resize=900%2C600&ssl=1″ alt=»Силовая тренировка» width=»900″ height=»600″ srcset=»https://i1.wp.com/medcentr-diana-spb.ru/wp-content/uploads/2020/04/Силовая-тренировка.jpg?w=900&ssl=1 900w, https://i1.wp.com/medcentr-diana-spb.ru/wp-content/uploads/2020/04/Силовая-тренировка.jpg?resize=450%2C300&ssl=1 450w, https://i1.wp.com/medcentr-diana-spb.ru/wp-content/uploads/2020/04/Силовая-тренировка.jpg?resize=825%2C550&ssl=1 825w, https://i1.wp.com/medcentr-diana-spb.ru/wp-content/uploads/2020/04/Силовая-тренировка.jpg?resize=768%2C512&ssl=1 768w» sizes=»(max-width: 900px) 100vw, 900px» data-recalc-dims=»1″ /> Силовая тренировка

Когда при физических нагрузках человек худеет, очень важно вовремя адекватно откорректировать питание. Поскольку чем меньше масса тела, тем меньше нужно энергии для жизнедеятельности. Если же не изменить питание, то вес будет уменьшаться намного медленнее, чем этого бы хотелось.

Скорость обмена веществ зависит и от возраста. Метаболизм всегда замедляется, когда человек становитесь старше. Хотя эти изменения не обязательно зависят от старения. В большей степени они связаны со снижением активности и потерей мышечного тонуса. Дети всегда в движении, а взрослые на своих рабочих местах часто не задействуют большинство мышц, которые со временем слабеют. К счастью, потерю мышечного тонуса можно предотвратить с помощью регулярной физической активности.

Люди чтобы освободить себя от ответственности за избыточный вес часто утверждают, что у них просто медленный метаболизм. Не надо себе врать! Следует честно признать, что приложив некоторые усилия, контролировать свой обмен веществ может каждый человек.

Источник

Как ускорить обмен веществ, чтобы похудеть? Интервью с диетологом

Какие продукты ускоряют обмен веществ, когда можно есть сладости без вреда для фигуры и почему с возрастом требуется больше пищи для насыщения организма? На эти и другие вопросы отвечает врач-диетолог Лариса Борисевич.

Метаболические процессы происходят в организме даже в состоянии покоя и сна

— Если объяснять просто, обмен веществ — это скорость, с которой тело превращает пищу в энергию и расходует ее. Метаболические процессы в организме проходят постоянно, и энергия, соответственно, расходуется всегда. Она нужна нам для физической и умственной работы, а также в состоянии покоя и сна.

Специалист объясняет, что полученные в результате обмена веществ калории организм распределяет на базовый метаболизм (или основной обмен). Это то количество энергии, которое требуется для поддержания жизнедеятельности на минимально возможном уровне. Кроме того, есть энергия, которая уходит на физическую активность и переваривание пищи.

— Около 26% энергии основного обмена тратится на поддержание мышечного тонуса. Если человек занимается спортом и мышечная масса растет, то увеличиваются и энергозатраты.

Но если резко бросить занятия спортом,мышечная масса через некоторое время уменьшится в объеме, соответственно снизится метаболизм. Если в этом случае не уменьшить калорийность питания, то это приведет к набору веса.

В этом же заключается «подвох» и для любителей 1-2 месяца походить в зал, а потом забросить занятия на длительное время. Лариса Леонидовна советует заниматься спортом регулярно хотя бы по 20-30 минут в день. Это позволит ускорить метаболизм.

Для тех кто не может выполнить эти правила, рекомендации следующие: постоянное и сбалансированное питание на уровне 2000-2500 калорий и ежедневные прогулки по 40-60 минут. Польза для метаболизма будет большая. Физические нагрузки и питание должны быть сбалансированы, только в этом случае метаболизм будет ускоряться,а не снижаться.

— К резкому снижению обмена веществ приводят несбалансированные краткосрочные диеты со значительным снижением калорийности, так как в мозг постоянно идет сигнал,что он голодает. Соответственно организм начинает снижать энергозатраты и делать запасы, вот почему как только после этих диет вы переходите на обычное питание, то быстро набираете потерянный вес. Плюс добавляются лишние килограммы. Это одна из распространенных ошибок желающих похудеть. Если вы хотите стать стройнее, необходимо есть, т.к. чувство голода тормозит метаболизм. Мой совет: правильное и сбалансированное питание с постепенным снижением калорийности. Оно поможет ускорить обменные процессы и дать стойкий результат потери веса. Нормой считается снижение веса приблизительно на 10% от исходной массы тела за первые 2 месяца и 20-30 кг в год.

Метаболизм у мужчин и женщин — разный

Диетолог поясняет, что обмен веществ у мужчин и женщин отличается. У представителей сильного пола, как правило, больше мышечной массы. Мышцы в свою очередь сами по себе сжигают жир и забирают много энергии. Вот почему парни полнеют реже. Уровень тестостерона также способствует повышению энергообмена. У мужчин часто образуется не подкожный, а внутренний жир. Этим можно объяснить появление у некоторых пивных животиков.

— Развитые мышцы бывают и у девушек, это отлично. Они позволяют ускорить уровень основного обмена. Метаболизм 1 килограмма мышечной ткани составляет в сутки от 70 до 90 калорий, в то время как жировой — всего 4 калории.

На скорость метаболизма влияет возраст

Диетолог рассказывает, что на качество обмена веществ влияет также возраст. Чем старше человек, тем меньше энергии расходуют его органы и ткани. Максимальная потребность в калориях необходима в возрасте 25-30 лет. После 30 происходит медленное снижение обменных процессов — в среднем, на 0,5% ежегодно.

— После 30 претерпевают изменения и функции головного мозга. Постепенно меняется работа так называемого «центра голода». Требуется большее количество пищи, чтобы наесться. Люди чаще начинают переедать. С возрастом в организме существенно задерживается жидкость, создавая условия для набора лишних килограммов.

Вот почему Лариса Леонидовна рекомендует, если вам исполнилось 30, уменьшить потребление пищи, которая несет избыточную энергию (в первую очередь, простые углеводы). К таким продуктам относятся: выпечка, сладкие напитки, соусы, сухие завтраки.

Как ускорить обмен веществ

Для ускорения обмена веществ нужно соблюдать всего несколько правил. Например, не игнорировать режим питания. Только регулярное поступление пищи способствует ускорению обменных процессов.

— Длительные перерывы между едой (более 5 часов) ведут к замедлению основного обмена. Так происходит потому, что организм дает сигнал в мозг: наступили «голодные дни». Затем он переходит в режим «энергосбережения». Тратится меньше энергии на работу органов, все остальное откладывается про запас.

Еще одна рекомендация для ускорения обмена веществ — дробное питание. Оно способствует ускорению метаболизма и позволяет длительно поддерживать стабильный уровень глюкозы в крови.

— Если вы питаетесь регулярно и небольшими порциями, организм вырабатывает специальный гормон лептин. Он позволяет подавлять аппетит, что препятствует перееданию. Поэтому я рекомендую 5-6-разовый режим еды. Лучше, если он будет состоять из 3 основных приемов пищи и 2-3 перекусов небольшими порциями (200-300 граммов).

Для поддержания нормального метаболизма важно не пропускать завтрак. Это один из самых важных приемов пищи, он должен обеспечивать до 30% калорийности дневного рациона. Именно завтрак запускает метаболические часы.

— Когда человек не ест утром, организм испытывает стресс. Та энергия, которая поступает во время обеда и ужина, превращается со временем в жировые запасы.

Лучше, чтобы на завтрак, второй завтрак и обед приходилось до 70% калорийности всего дневного рациона.

Продукты для ускорения метаболизма

Еще одно правило для хорошего метаболизма — разнообразие рациона. В течение каждого дня организм человека нуждается в белковой пище, сложных углеводах, овощах, фруктах и полезных жирах.

— Сложные углеводы — это цельнозерновой хлеб, бобовые, крупы, злаки и богатые клетчаткой овощи. Здоровый белок содержится в рыбе, курице, яйцах, сыре, говядине. В сырых овощах имеется не заменимая для организма клетчатка, которая стимулирует обменные процессы. Полезные жиры есть в продуктах, в составе которых присутствуют Омега-3 жирные кислоты. Вот почему важно включать в рацион: жирные сорта рыб, льняное семя и масло, рапсовое масло, брокколи, фасоль, шпинат, цветную капусту, грецкие орехи.

Специалист отмечает, что острый перец разгоняет метаболизм на 50%. Однако он противопоказан тем, у кого есть гастрит.

— А вот то, что употребление зеленого чая стимулирует обменные процессы, — отчасти миф. Да, кофеин, который в нем содержится, считается стимулятором и незначительно поднимает уровень основного обмена, но максимум до 100 калорий.

Лариса Леонидовна заключает: тем, кто активно следит за фигурой, главное — помнить, что и когда есть. Так, сложные и простые углеводы (сладости, выпечку) лучше есть с утра. До 11:00/12:00 часов они полностью перевариваются. Днем лучше усваиваются белки. На ужин желательно отдавать предпочтение сложным углеводам (в виде овощного гарнира) и легким белкам (в качестве основного блюда).

— Не стоит также забывать о здоровом 8-часовом сне и положительных эмоциях от жизни.

Источник

Что такое метаболизм

Слово «метаболизм» употребляют в речи диетологи и спортсмены, фитнес-инструкторы и вечно худеющие. Чаще всего термин употребляется в значении «обмен веществ». Но что это такое на самом деле, знают далеко не все. Попробуем разобраться.

Метаболизм – это процессы, проходящие в любом живом организме для поддержания его жизни. Метаболизм позволяет телу расти, размножаться, заживлять повреждения и реагировать на окружающую среду. Для этого действительно необходим постоянный обмен веществ. Разделить процессы можно на два потока. Один разрушительный – катаболизм, другой созидательный – анаболизм.

Организму недостаточно разобрать белки из съеденного на аминокислоты. Из них необходимо собрать новые белки для той же мышцы бицепса. Постройка сложных молекул из более мелких компонентов требует энергозатрат. На нее идут те самые калории, которые организм получил при «разборке». Этот процесс называется анаболизм. Еще пара наглядных примеров работы «сборочного цеха» организма – рост ногтей и заживление трещин в костях.

Если в процессе расщепления питательных веществ производится энергии больше, чем ее требуется на постройку новых клеток организма, появляется явный избыток, который надо куда-то деть. Когда организм находится в состоянии покоя, метаболизм протекает в «фоновом» режиме и не требует активного расщепления и синтеза веществ. Но как только тело начинает двигаться, все процессы ускоряются и усиливаются. Возрастает и потребность в энергии и питательных веществах. Но даже у подвижного организма могут оставаться излишки калорий, если их поступает слишком много с пищей. Небольшая часть полученной и нерастраченной энергии складывается в виде углевода гликогена – источника энергии для активной работы мышц. Он запасается в самих мышцах и печени. Остальное накапливается в жировых клетках. Причем для их образования и жизни требуется гораздо меньше энергии, чем для постройки мышц или костей.

Можно сказать, что масса тела – это катаболизм минус анаболизм. Другими словами, разница между количеством поступившей в организм энергии и использованной им. Так, один грамм съеденного жира дает 9 ккал, а то же количества белка или углевода – 4 ккал. Те же 9 ккал организм отложит в 1 грамм жира уже в своем теле, если не сумеет потратить. Несложный пример: съедаете бутерброд и ложитесь на диван. Из хлеба и колбасы организм получил жиры, белки, углеводы и 140 ккал. При этом лежащее тело потратит полученные калории только на расщепление съеденной пищи и немного на поддержание функций дыхания и кровообращения – около 50 ккал в час. Остальные 90 ккал превратятся в 10 г жира и отложатся в жировое депо. Если же любитель бутербродов выйдет на спокойную прогулку, полученные калории организм потратит примерно за час.

Многие с завистью глядят на хрупкую девушку, регулярно лакомящуюся пирожными и не прибавляющую ни грамма веса. Принято считать, что у таких счастливчиков метаболизм хороший, а у тех, для кого кусочек сахара в чае грозит прибавкой веса – метаболизм плохой. На самом деле результаты исследований показывают, что действительно замедленный метаболизм наблюдается только при ряде заболеваний, например, гипотиреозе – недостатке гормона щитовидной железы. А у большинства людей с лишним весом нет никаких болезней, но наблюдается энергетический дисбаланс. То есть, энергии в организм поступает гораздо больше, чем ее нужно на самом деле, и она складируется про запас.

Чтобы расход и получение калорий держать под контролем, стоит помнить основные направления дополнительных энергозатрат.

1. Чем больше масса тела, тем больше калорий ему требуется. Но, как мы знаем, жировой ткани надо совсем мало энергии для жизни, а вот мышечная потребляет достаточно. Поэтому 100-килограммовый культурист потратит больше калорий на ту же работу, что и его 100-килограммовый ровесник с неразвитыми мышцами и высоким процентом жира.

2. Чем старше становится человек, тем выше у него разница между поступлением энергии и её тратами за счет гормонального дисбаланса и резкого снижения физической активности.

3. В метаболизме мужского организма активно участвует гормон тестостерон. Это настоящий естественный анаболик, заставляющий организм тратить энергию и ресурсы на выращивание дополнительных мышц. Именно поэтому мышечная масса у мужчин обычно гораздо выше, чем у женщин. А поскольку на поддержание жизнедеятельности мышц требуется гораздо больше энергии, чем для сохранения жира, то мужчина и женщина одного роста и веса тратят неодинаковое количество калорий на одни и те же действия. Проще говоря: мужчины больше тратят энергии, им требуется больше еды, а при желании они гораздо быстрее худеют.

Вся жизнь организма – это баланс между расщеплением питательных веществ и получением из них энергии и энергозатратах при создании новых молекул и клеток. Если энергии поступает слишком много – она откладывается про запас в виде жировой ткани. Увеличить энергозатраты можно, много двигаясь или нарастив достаточное количество мышечной массы.

Ещё больше полезной информации и индивидуальные рекомендации вы сможете получить в поликлинике по месту жительства во время прохождения диспансеризации (или периодического медосмотра) или в ближайшем центре здоровья.

Источник

Основные закономерности метаболических процессов в организме человека. Часть 1.

Метаболизм – обмен веществ и энергии — представляет собой по классическим определениям, с одной стороны, обмен веществами и энергией между организмом и окружающей средой, а, с другой стороны, совокупность процессов превращения веществ и трансформации энергии, происходящих непосредственно в самих живых организмах. Как известно, обмен веществ и энергии является основой жизнедеятельности организмов и принадлежит к числу важнейших специфических признаков живой материи. В обмене веществ, контролируемом многоуровневыми регуляторными системами, участвует множество ферментных каскадов, обеспечивающих совокупность химических реакций, упорядоченных во времени и пространстве. Данные биохимические реакции, детерминированные генетически, протекают последовательно в строго определенных участках клеток, что, в свою очередь обеспечивается принципом компартментации клетки. В конечном итоге в процессе обмена поступившие в организм вещества превращаются в собственные специфические вещества тканей и в конечные продукты, выводящиеся из организма. В процессе любых биохимических трансформаций освобождается и поглощается энергия.

Клеточный метаболизм выполняет четыре основные специфические функции, а именно: извлечение энергии из окружающей среды и преобразование ее в энергию макроэргических (высокоэнергетических) химических соединений в количестве, достаточном для обеспечения всех энергетических потребностей клетки; образование из экзогенных веществ промежуточных соединений, являющихся предшественниками высокомолекулярных компонентов клетки; синтез из этих предшественников белков, нуклеиновых кислот, углеводов, липидов и других клеточных компонентов; синтез и разрушение специальных биомолекул, образование и распад которых связаны с выполнением специфических функций данной клетки.

Поскольку первоначальные представления об обмене веществ возникли в связи с изучением процессов обмена между организмом и внешней средой и лишь впоследствии эти представления расширились до понимания путей трансформации веществ и энергии внутри организма, до настоящего времени принято выделять соответственно внешний, или общий, обмен веществ и внутренний или промежуточный, обмен веществ. В свою очередь как во внутреннем, так и во внешнем обмене веществ различают структурный (пластический) и энергетический обмен. Под структурным обменом понимают взаимные превращения различных высоко- и низкомолекулярных соединений в организме, а также их перенос (транспорт) внутри организма и между организмом и внешней средой. Под энергетическим обменом понимают высвобождение энергии химических связей молекул, образующейся в ходе реакций и ее превращение в тепло (большая часть), а также использование энергии на синтез новых молекул, активный транспорт, мышечную работу (меньшая часть). В процессе обмена веществ часть конечных продуктов химических реакций выводится во внешнюю среду, другая часть используется организмом. В этом случае конечные продукты органического обмена накапливаются или расходуются в зависимости от условий существования организма, называясь запасными или резервными веществами.

Как указывалось выше совокупность химических превращений веществ, которые происходят непосредственно в организме, начиная с момента их поступления в кровь и до момента выделения конечных продуктов обмена из организма, называют промежуточным обменом (промежуточным метаболизмом). Промежуточный обмен может быть разделен на два процесса: катаболизм (диссимиляция) и анаболизм (ассимиляция). Катаболизмом называют ферментативное расщепление крупных органических молекул, осуществляемое у всех высших организмов, как правило, окислительным путем. Катаболизм сопровождается освобождением энергии, заключенной в химических связях органических молекул, и резервированием ее в форме энергии фосфатных связей молекулы аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ). Анаболизм, напротив, представляет собой ферментативный синтез крупномолекулярных клеточных компонентов, таких, как полисахариды, нуклеиновые кислоты, белки, липиды, а также некоторых их биосинтетических предшественников из более простых соединений. Анаболические процессы происходят с потреблением энергии. Процессы катаболизма и анаболизма происходят в клетках одновременно, неразрывно связаны друг с другом и являются обязательными компонентами одного общего процесса — метаболизма, в котором превращения веществ теснейшим образом переплетены с превращениями энергии. Катаболические и анаболические реакции различаются, как правило, локализацией в клетке. Например, окисление жирных кислот до углекислого газа и воды осуществляется с помощью набора митохондриальных ферментов, тогда как синтез жирных кислот катализирует другая система ферментов, находящихся в цитозоле. Именно благодаря разной локализации катаболические и анаболические процессы в клетке могут протекать одновременно. При этом все превращения органических веществ, процессы синтеза и распада взаимосвязаны, координированы и регулируются нейрогормональными механизмами, придающими химическим процессам нужное направление. В организме человека не существует самостоятельного обмена белков, жиров, углеводов и нуклеиновых кислот. Все превращения объединены в целостный процесс метаболизма, допускающий также взаимопревращения между отдельными классами органических веществ. Подобные взаимопревращения диктуются физиологическими потребностями организма, а также целесообразностью замены одних классов органических веществ другими в условиях блокирования какого-либо процесса при патологии.

На второй стадии катаболизма продуктами химических реакций становятся еще более простые молекулы, унифицированные для углеводного, белкового и липидного обмена. по своему типу (гликолиз, катаболизм аминокислот, β-окисление жирных кислот соответственно). Принципиальным является то, что на второй стадии катаболизма образуются продукты, которые являются общими для обмена исходно разных групп веществ. Эти продукты представляют собой ключевые химические соединения, соединяющие разные пути метаболизма. К таким соединениям относятся, например, пируват (пировиноградная кислота), образующийся при распаде углеводов, липидов и многих аминокислот, ацетил-КоА, объединяющий катаболизм жирных кислот, углеводов и аминокислот, a-кетоглутаровая кислота, оксалоацетат (щавелевоуксусная кислота), фумарат (фумаровая кислота) и сукцинат (янтарная кислота), образующиеся при трансформации аминокислот. Продукты, полученные на второй стадии катаболизма, вступают в третью стадию, которая известна как цикл трикарбоновых кислот (терминальное окисление, цикл лимонной кислоты, цикл Кребса). На третьем этапе ацетил-КоА и некоторые другие метаболиты, например α-кетоглутарат, оксалоацетат, подвергаются окислению в цикле ди- и трикарбоновых кислот Кребса. Окисление сопровождается образованием восстановленных форм НАДН + Н+ и ФАДН2. Именно в ходе второй и третьей стадий катаболизма освобождается и аккумулируется в виде АТФ практически вся энергия химических связей подвергнутых диссимиляции веществ. При этом осуществляется перенос электронов от восстановленных нуклеотидов на кислород через дыхательную цепь, сопровождающийся образованием конечного продукта – молекулы воды. Транспорт электронов в дыхательной цепи сопряжен с синтезом АТФ в процессе окислительного фосфорилирования.

В процессе обмена веществ постоянно происходит превращение энергии: потенциальная энергия сложных органических соединений, поступивших с пищей, превращается в тепловую, механическую и электрическую. Энергия расходуется не только на поддержание температуры тела и выполнение работы, но и на воссоздание структурных элементов клеток, обеспечение их жизнедеятельности, роста и развития организма. Тем не менее, только часть получаемой при окислении белков, жиров и углеводов энергии используется для синтеза АТФ, другая, значительно большая, превращается в теплоту. Так, при окислении углеводов 22, 7% энергии химических связей глюкозы в процессе окисления используется на синтез АТФ, а 77, 3% в виде тепла рассеивается в тканях. Аккумулированная в АТФ энергия используемая в дальнейшем для механической работы, химических, транспортных, электрических процессов в конечном счете тоже превращается в теплоту. Следовательно, количество тепла, образовавшегося в организме, становится мерой суммарной энергии химических связей, подвергшихся биологическому окислению. Поэтому вся энергия, образовавшаяся в организме, может быть выражена в единицах тепла — калориях или джоулях.

Общий баланс энергии организма определяют на основании калорийности вводимых пищевых веществ и количества выделенного тепла, которое может быть измерено или рассчитано. При этом надо учитывать, что величина калорийности, получаемая при лабораторной калориметрии, может отличаться от величины физиологической калорической ценности, поскольку некоторые вещества в организме не сгорают полностью, а образуют конечные продукты обмена, способные к дальнейшему окислению. В первую очередь это относится к белкам, азот которых выделяется из организма главным образом в виде мочевины, сохраняющей некоторый потенциальный запас калорий. Очевидно, что калорическая ценность, дыхательный коэффициент и величина теплообразования для разных веществ различны. Физиологическая калорическая ценность (в ккал/г) составляет для углеводов — 4, 1; липидов — 9, 3; белков — 4, 1; величина теплообразования (в ккал на 1 литр потребленного кислорода) для углеводов составляет 5, 05; липидов — 4, 69; белков — 4, 49.

Процесс анаболизма по аналогии с катаболическими процессами также проходит три стадии. При этом исходными веществами для анаболических процессов служат продукты второй стадии и промежуточные соединения третьей стадии катаболизма. Таким образом вторая и третья стадии катаболизма являются в то же время первой, исходной стадией анаболизма и химические реакции, протекающие в данном месте и в данное время, выполняют по сути двойную функцию. С одной стороны, они являются основой завершающего этапа катаболизма, а с другой — служат инициацией для анаболических процессов, поставляя вещества-предшественники для последующих стадий ассимиляции. Подобным образом, например, начинается синтез белка. Исходными реакциями этого процесса можно считать образование некоторых a-кетокислот. На следующей, второй стадии в ходе реакций аминирования или трансаминирования эти кетокислоты превращаются в аминокислоты, которые на третьей стадии анаболизма объединяются в полипептидные цепи. В результате ряда последовательных реакций происходит также синтез нуклеиновых кислот, липидов и полисахаридов. Тем не менее следует подчеркнуть, что пути анаболизма не являются простым обращением процессов катаболизма. Это связано прежде всего с энергетическими особенностями химических реакций. Некоторые реакции катаболизма практически необратимы, поскольку их протеканию в обратном направлении препятствуют непреодолимые энергетические барьеры. Поэтому в ходе эволюции были выработаны другие, специфические для анаболизма реакции, где синтез олиго- и полимерных соединений сопряжен с затратой энергии макроэргических соединений, прежде всего – АТФ.

Статья добавлена 31 мая 2016 г.

Источник