Полное руководство по мышечному анаболизму и катаболизму. Катаболизм - что это? Катаболизм мышц Примеры катаболизма и анаболизма

Содержание

Человеческий организм обладает удивительной способностью поддерживать прочные связи с окружающей средой, что осуществляется с помощью обмена веществ – комплекса процессов, который также называют метаболизмом (он включает в себя анаболизм и катаболизм). Обе составляющие отличаются друг от друга и играют одинаково важные роли для поддержания жизнедеятельности тела.

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).

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.

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).

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.

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.).

Анаболизм и катаболизм - энергетический обмен и взаимосвязь процессов в организме

Связь между катаболизмом и анаболизмом проявляется на трех уровнях - источников углерода, энергетическом и восстановительных реакций анаболизма.

На уровне источников углерода. Промежуточные продукты центральных путей катаболизма становятся субстратами для анаболических реакций, в процессе которых образуются структурные блоки, необходимые для синтеза макромолекул.

На энергетическом уровне. В процессе катаболизма вырабатывается метаболическая энергия в форме АТФ; анаболические же процессы, как правило, являются эндергоническими и потребляют АТФ.

На уровне восстановительной способности. Катаболические процессы являются в основном окислительными и служат донорами высокоэнергетических электронов, для анаболизма же характерно обратное. Основным донором электронов в восстановительных реакциях биосинтеза является НАДФН, восстановление которого происходит в реакциях катаболизма, большей частью в пентозофосфатном пути окисления глюкозы. Напомним существенное различие в функциях НАДФН и НАДН. При катаболизме образуются восстановленные формы как НАДФ + , так и НАД + , а при анаболизме потребляется почти исключительно НАДФН, в то время как НАДН служит донором высокоэнергетических электронов в процессах митохондриального окисления, сопряженного с синтезом АТФ. Основное различие в реакциях путей катаболизма и анаболизма заключается в том, что они редко повторяют друг друга.

Это совершенно очевидно, когда продукт катаболизма не идентичен тому источнику углерода, который используется в процессе анаболизма. Так, при синтезе многих аминокислот, например при распаде ароматических аминокислот, образуются ацетил-КоА и фумаровая или янтарная кислоты, тогда как для синтеза тех же аминокислот исходными продуктами служат фосфоенолпи- ровиноградная кислота и альдотетрозофосфат.

Иной представляется картина для обмена жирных кислот. Здесь катаболизм завершается образованием ацетил-КоА, а биосинтез начинается с того же самого промежуточного продукта и идет по пути, который на первый взгляд представляется простым повторением катаболической последовательности реакций в обратном порядке. В главе 23 было обращено внимание на то, что это далеко не так. Во-первых, ацетил-КоА должен сначала превратиться в более реакционноспособный малонил-КоА, который не является промежуточным продуктом при катаболизме; во-вторых, весь набор ферментов, ответственных за превращение малонил-КоА в ацил производные с более длинной цепью, отличается от набора ферментов, участвующих в катаболизме, и, наконец, в-третьих, эти ферменты локализованы совсем в другом компартмснтс клетки.

Даже при биосинтезе глюкозы, который протекает в основном по пути обращения целого ряда легко обратимых ферментативных реакций гликолиза, синтез отличается от распада в двух наиболее критических точках всей последовательной цепи реакций, а именно в начале и конце. Так, например, в процессе катаболизма глюкоза превращается в глюкозо-6-фосфат посредством реакции трансфосфорилирования с участием АТФ; однако при анаболизме она образуется из фосфорного эфира путем простого гидролиза. Пируват образуется катаболически из фосфоенолпирувата путем трансфосфорилирования - переноса фосфатной группы на АДФ; в анаболических же процессах он используется у большинства организмов благодаря двум связанным реакциям: сначала пируват карбоксилируется до оксалоацетата и только потом превращается в фосфоснолпируват.

Следует отметить, что разделение путей биосинтеза и распада имеет важное значение для эффективной регуляции метаболизма.

Метаболизм - это процесс обмена веществ, который протекает между клетками и межклеточной жидкостью (ее постоянный состав поддерживается кровью). Различают два типа метаболических процессов: катаболизм и анаболизм. Катаболизм связан с разрушением сложных веществ до более простых. Как правило, протекает с выделением энергии. Анаболизм - это образование сложных структур из более простых. Протекает с поглощением энергии. В бодибилдинге часто отдельно различают метаболизм (как расщепление углеводов и жиров с целью получения энергии), катаболизм (как расщепление аминокислот мышечной ткани, когда их поступление извне невозможно) и анаболизм (синтез аминокислот для построения мышечной ткани). Это неправильно.

Катаболизм

Катаболические процессы бодибилдерами обычно рассматриваются исключительно с негативной точки зрения, как процессы, приводящие к потере мышечной массы. На самом деле катаболизм - это еще и расщепление глюкозы до углекислого газа и воды, расщепление липидов (жиров) с целью получения энергии. На скорость метаболических реакций по расщеплению углеводов и жиров большое влияние оказывают такие факторы как:

пол (у мужчин скорость протекания основных метаболических процессов на 10-20% выше, чем у женщин);
возраст (каждые 10 лет скорость метаболизма снижается на 2-3% от уровня 25-30 лет);
масса тела (чем выше суммарная масса костей, внутренних органов и мышц, без жира, тем выше скорость катаболических процессов);
уровень физической нагрузки (при регулярных занятиях спортом скорость метаболизма возрастает: в течение первых 2-3 часов после тренировки на 20-30%, далее - не более чем на 2-7% в течение 16-24 часов).

Многие вещества, полученные в результате катаболизма, будут в дальнейшем использованы организмом для синтеза (анаболизма) других веществ. Так, например, человеческий организм покрывает свою потребность в 14 аминокислотах.

Анаболизм

Как сказано выше анаболизм - это метаболизм по синтезу необходимых организму веществ. Бодибилдеры зачастую понимают под процессом анаболизма синтез аминокислот, белка и, далее - мышц. Но анаболизм это еще и синтез таких элементов как гликоген, жиры. Высокая скорость анаболических процессов - это не только быстрое наращивание мышечной массы, но и жировых отложений. Анаболические процессы связаны с поглощением энергии. Именно поэтому невозможно добиться роста мышечной массы даже в условиях повышенного содержания белков в рационе, но при его низкой калорийности.

Существуют специальные препараты, которые ускоряют протекание тех или иных метаболических процессов. Например, общим стимулятором метаболизма считается зеленый чай. А вот тестостерон служит единственной цели - увеличения скорости анаболизма. Некоторые вещества облегчают протекание катаболических процессов, как, например, L-карнитин, создающий условия для транспортировки ненасыщенных жирных кислот в митохондрии для «сжигания».

В живом организме постоянного происходят различные процессы для обеспечения его жизнедеятельности. Одним из них является обмен веществ (метаболизм), который преобразует потребляемую пищу в энергию. Именно о метаболизме пойдёт речь в данной статье. Мы рассмотрим сущность обменных процессов, уточним их этапы и ответим на вопрос - что такое катаболизм и анаболизм.

Сущность метаболизма и его роль для живых организмов

Для того чтобы живые организмы могли расти, восстанавливаться и размножаться, природа наделила их крайне важной способностью преобразовывать калории из поступающих извне продуктов питания в ценную и нужную для жизни энергию. Совокупность этих биохимических процессов называется обменом веществ или метаболизмом.

Метаболизм каждой особи может быть выражен количественным коэффициентом, который определяет скорость преобразования организмом пищи в полезную энергию. Установлено, что на активность обменных процессов влияет ряд факторов:

Пол. У мужчин коэффициент метаболизма на 10-20% больше, чем у женщин.
Возраст. В целом, метаболизм (анаболизм, катаболизм) быстрее протекает в первые 25-30 лет жизни, после наблюдается снижение скорости обмена веществ на 3% каждое десятилетие.
Излишний вес приводит к быстрому освоению питательных веществ, которые откладываются в виде жира в мышечных тканях и печени.
Физические нагрузки ускоряют метаболизм в следующей прогрессии - на 20% в течение первых 2-3 часов, а в последующие сутки - на 5%.

Метаболистические процессы в живых организмах протекает неизбежно в двух противоположных формах: диссимиляции (катаболизм) и ассимиляции (анаболизм). Далее мы рассмотрим эти процессы подробнее.

Подробнее о том, что такое катаболизм

Катаболизм - это процесс, в ходе которого сложные вещества, в виде совокупности клеток, тканей, органов и прочего, расщепляются на более простые. Процессы катаболизма обязательно сопровождаются образованием и обогащением клеток энергий в виде АТФ, которая впоследствии может быть израсходована на синтез и другие процессы жизнедеятельности, например, движение.

На катаболизм, а точнее на скорость расщепления сложных веществ, влияют следующие гормоны:

кортизол - вырабатываются в организме вследствие стрессовых ситуаций;
адреналин, концентрация которого может быть увеличена при голоданиях, а также тогда когда человек испытывает сильные эмоции;
глюкагон - гормон сжигания жира, активно вырабатывающийся при ограничении количества поступления углеводов из продуктов питания (в диетологии это возможно благодаря диетам с преобладающим потреблением белковой пищи).

Этапы катаболизма

Диссимиляция сложных соединений проходит несколько последовательных этапов, среди которых:

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

Как происходит анаболизм

После того как мы рассмотрели, что такое катаболизм, будет уместно дать понятие и его противоположной форме - анаболизму. Итак, если катаболизм является процессом расщепления полимеров, то анаболизм - это не что иное как синтез простых веществ в сложные соединения, из которых строятся новые клетки и ткани организма.

Анаболизм обеспечивает рост, развитие и регенерацию всех типов тканей организма.

Ассимиляционный метаболизм также проходит в три этапа:

Вначале низкомолекулярные соединения образуют молекулы-предшественники.
В следующем этапе эти молекулы преобразовываются в активные формы, при этом затрачивается накопленная при катаболизме клеточная энергия.
Завершающий этап включает процесс образования строительного материала организма - полимеров, в виде белков, углеводов и жиров.

Взаимосвязь катаболизма и анаболизма

Катаболизм и анаболизм - тесно взаимосвязанные процессы. Первый обеспечивает распад органических соединений до простых веществ и накопление энергии, которое нужно для ассимиляционного обмена. Второй снабжает катаболистические процессы необходимыми ферментами.

Эти две формы обмена непрерывно протекают в живых организмах и могут находиться в двух вариантах взаимодействия:

в состоянии равновесия;
в преобладании одного вида над другим.

Сохранение или нарушение равновесия метаболистических процессов зависит от возраста и от психо-эмоционального состояния организма. Так, например, у детей, особенно в первый год жизни, наблюдается преобладание анаболизма над катаболизмом, а у пожилых людей - наоборот.

Состояние стресса и физические нагрузки также приводят к смещению равновесия обменных процессов в сторону диссимиляции. Ведь что такое катаболизм? В практическом понимании, это снижение веса и сжигание калорий.

Направленных на образование клеток и тканей .

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 планетарное значение, играя решающую роль в синтезе органических веществ из неорганических . Анаболизм включает в себя процессы синтеза аминокислот, моносахаридов, жирных кислот, нуклеотидов, полисахаридов, макромолекул белков, нуклеиновых кислот, АТФ.

В результате пластического обмена из питательных веществ, поступающих в клетку, строятся свойственные организму белки , жиры , углеводы , которые, в свою очередь, идут уже на создание новых клеток, их органов, межклеточного вещества.

См. также

Литература

Биологический энциклопедический словарь / глав. ред. М. С. Гиляров. - М.: Советская энциклопедия, 1986. - С. 25.

Wikimedia Foundation . 2010 .

Синонимы :

Смотреть что такое "Анаболизм" в других словарях:

- (от греч. anabole подъём), ассимиляция, совокупность химич. процессов в живом организме, направленных на образование и обновление структурных частей клеток и тканей. Противоположен катаболизму (диссимиляции), заключается в синтезе сложных молекул … Биологический энциклопедический словарь

Обновление Словарь русских синонимов. анаболизм сущ., кол во синонимов: 1 обновление (21) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин … Словарь синонимов

- (от греч. anabole подъем) (ассимиляция) совокупность химических процессов в живом организме, направленных на образование и обновление структурных частей клеток и тканей. Составляет противоположную катаболизму сторону обмена веществ и заключается… … Большой Энциклопедический словарь

АНАБОЛИЗМ, см. МЕТАБОЛИЗМ … Научно-технический энциклопедический словарь

Совокупность реакций, обеспечивающих биосинтез клеткой сложных соединений (белков, нуклеиновых кислот, полисахаридов и др. полимеров) из соответствующих низкомолекулярных соединений. Процесс, противоположный катаболизму. Необходимая для А.… … Словарь микробиологии

АНАБОЛИЗМ - см. в ст. Ассимиляция. Экологический энциклопедический словарь. Кишинев: Главная редакция Молдавской советской энциклопедии. И.И. Дедю. 1989 … Экологический словарь

анаболизм - а, м. anabolisme m.<гр. anabole подъем. Совокупность реакций обмена веществ в организме, соответствующих ассимиляции и направленных на образование сложных органических веществ (противопол. катаболизм). СИС 1954. Анаболический ая, ое. Все… … Исторический словарь галлицизмов русского языка

анаболизм - – совокупность реакций, направленных на синтез и обновление структурно функциональных компонентов клеток … Краткий словарь биохимических терминов

АНАБОЛИЗМ - (от греч. anabole поднятие), анаболическая фаза обмена, анаболические процессы, процессы усвоения в наиболее широком смысле слова, ведущие к построению тела клетки, к созданию живого вещества. К А. относятся, в первую очередь, все процессы… … Большая медицинская энциклопедия

анаболизм - Процесс синтеза органических веществ из неорганических с затратом энергии в живых организмах Тематики биотехнологии EN anabolism … Справочник технического переводчика

Анаболизм - * анабалізм * anabolism метаболический синтез сложных молекул из более простых предшественников. Обычно требует расхода энергии и специфических анаболических ферментов … Генетика. Энциклопедический словарь