Что такое катаболизм и анаболизм простыми словами. Полное руководство по мышечному анаболизму и катаболизму. Что такое катаболизм

Приветствую всех любителей здорового образа жизни и спорта!

Сегодня вновь поговорим о сложной, но очень интересной теме-процессы метаболизма. В предыдущей статье мы познакомились с самим . А что же включает в себя процесс обмена веществ или метаболизм. Метаболический процесс включает в себя катаболизм и анаболизм.

Один процесс называется разрушительным –это катаболизм, от греч. καταβολή, «сбрасывание, разрушение». В организме при поступлении пищи происходит процесс расщепления сложных веществ на более простые. В ходе этого процесса происходит распад(диссимиляция) в том числе и устарелых тканевых и клеточных элементов, после чего они с водой удаляется из организма. Существуют 3 этапа катаболизма:

• I этап подготовительный (белки расщепляются на аминокислоты; жиры на глицерин и жирные кислоты; крахмал на глюкозу).
• II этап называется гликолиз или бескислородный. В нём участвуют ферменты; расщеплению подвергается глюкоза. 60% энергии рассеивается в виде тепла, а 40% — используется для синтеза. Кислород при этом не участвует.
• III этап клеточное дыхание кислородный. В нём участвуют ферменты, кислород. Расщеплению подвергается молочная кислота. СО2 выделяется из митохондрий в окружающую среду.

Например — употребили котлету и молоко, белки, содержащие в них по структуре разные и заменить друг друга не могут, поэтому с помощью специальных ферментов разбирают белок из молока и котлеты на аминокислоты, которые затем уже идут в дело. Кроме этого в процессе катаболизма происходит сжигание жира, который так ненавистен толстым людям. Параллельно высвобождается энергия, измеряемая в калориях. Катаболический процесс в силовом спорте рассматривается отрицательно. Катаболизм необходим для экстренного восполнения организмом необходимых ему веществ. Применительно к бодибилдингу, катаболические процессы приводят к разрушению мышц, то есть происходит расщепление белковой (мышечной) ткани до уровня усваиваемых аминокислот. Получается организм поедает самого себя.

Другой процесс созидательный – это анаболизм от греч. ἀναβολή, «подъём» или пластический обмен - совокупность химических процессов, составляющих одну из сторон метаболизма в организме, направленных на образование клеток и тканей. К примеру, синтез белка в организме, т.е. формирование белка из простейших аминокислот. 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. В отличи от катаболизма этот процесс является лучшим соратникам для бодибилдеров, так как происходит построение новых мышечных тканей, в том числе из жировых отложений отсюда рост мышц. Для активного набора мышечной ткани необходимо повысить уровень анаболизма, с помощью тестостерона и инсулина, и при этом снизить уровень катаболизма, снизить уровень кортизола, адреналина и гликогена.

На скорость метаболических реакций в организме влияют ряд факторов :

• Пол — у мужчин скорость метаболических процессов на 20% выше, чем у женщины
• Возраст- процесс обмена веществ каждые 10 лет снижается на 3% от уровня 25-30 лет
• Масса тела- если жир по своей массе превышает суммарную массу внутренних органов, костей и конечно мышц, то скорость катаболического процесса ниже.
• Физические нагрузки- регулярные занятия спортом повышают скорость метаболизма, первые 2-3 часа после тренировки на 20-30%, далее не более чем на 2-7%.
• Наследственность-вы можете наследовать скорость метаболизма от предыдущих поколений.
• Дисфункции щитовидной железы- это гипотиреоз (низкий уровень гормонов щитовидной железы) и гипертиреоз (повышенная гормональная активность щитовидной железы). Эти состояния могут замедлить или ускорить обмен веществ, но только у 3 % населения есть гипотиреоз и у 0,3 % – гипертиреоз.

Какие могут быть причины замедляющий метаболизм и не способствующий похудению или набору массы.

• Сокращение количества калорий . Если вы решили похудеть и сокращаете калории, то имейте в виду, что недостаточное питание способно навредить обмену веществ. Организм пытается сохранить запасы и сдерживает метаболизм. Поэтому если в организме будет недостаточно калорий, то организм будет брать их из мышечной ткани в качестве энергии. Поэтому питайтесь чаще, но небольшими порциями.
• Отсутствие клетчатки . Отсутствие или небольшое количество в рационе питания таких замечательных продуктов, как цельно-зерновой хлеб, спагетти из твердых сортов пшеницы и овощей, негативно влияет на качество метаболизма. Ежедневное потребление клетчатки (около 100 г) способно уменьшить вес на 5-7% за определенное время в зависимости от массы человека.
• Отсутствие белков . Белок как нам известно являются строительным материалом для мышц. При активном потреблении белков можно сжечь жир и это знают не многие. Действительно, если ваш рацион будет достаточно укомплектован белками (мясо, рыба, птица, орехи, грибы, молочные продукты), то вполне реально избавиться от 20-25% калорий, т.к. белки активизируют метаболизм.
• Отсутствие кофеина . Для поддержания метаболизма на определенном уровне необходимо время от времени потреблять продукты, содержащие кофеин (если нет противопоказаний). Это не обязательно кофе. Зеленый чай также является отличным источником кофеина. Например, зеленый чай способен улучшить метаболизм на 15%. Чай за счет своих свойств как бы дает толчок организму на сжигание калорий.
• Отсутствие кальция . Систематически потребляйте продукты, содержащие кальций (сыр, творог, молоко). Кстати, кальций очень важен для женщин.
• Температура воды . Очень интересный факт - холодная вода ускоряет метаболизм. Это происходит из-за того, что организм тратит энергию для нагрева воды. Воду, в принципе, нужно пить в достатке (2 - 2,5 литров в сутки), а вода в прохладном виде улучшает обменные процессы.
• Отсутствие витамина D . Витамин D принимает непосредственное участие в метаболизме. Как много вы знаете людей (особенно пожилого возраста), которые поддерживают на должном уровне потребление жирной рыбы (форель, лосось, скумбрия), отрубей, яиц? Ведь именно эти продукты - наилучшие природные источники витамина D.
• Отсутствие железа. Железо имеет первостепенное значение для сжигания жира. Прежде всего, это железо связано с доставкой кислорода в мышцы, в которых и сжигается часть жира. Либо специальные добавки с железом, либо природные источники (морепродукты, мясо, овсянка, зелень) помогут вам восполнить затраты железа, а значит и улучшить обмен веществ.
• Отсутствие в рационе омега-3 и омега-6 жирных кислот , употребляя в пищу не менее 2–3 порций рыбы в неделю. Если вы не любите рыбу, получите вышеназванные кислоты из биологически активных добавок. Самое простое решение – это принимать рыбий жир.
• Наличие алкоголя . А вы знали, что при наличии алкоголя в крови организм будет в первую очередь сжигать именно его, а уж потом остальные калории. Снизив потребление алкоголя, вы поможете организму сжигать именно те калории, которые вам не нужны. В любом случае, снижение доз алкоголя вам пойдет только на пользу.
• Недостаточно времени уделяете на сон . У недосыпания много побочных эффектов, и клевать носом в транспорте по дороге на работу лишь один из них. Исследователи обнаружили прямую связь между метаболизмом и сном; доказано, что недосыпание серьезно замедляет метаболизм.
• Не завтракайте по утрам . Если с утра ваш организм не получил заряда энергии, то на обед и ужин вы захотите чего-то высококалорийного. Если утром вы не хотите есть, перекусите чем-нибудь легким вроде йогурта.
• В процессе приготовления пищи не используйте специи . В следующий раз, когда будете готовить курицу или мясо, добавьте щепотку кайенского перца. Своей жгучестью он обязан капсаицину, который не только добавляет в блюдо остроты, но и помогает ускорить обмен веществ. К такому выводу пришли Х. С. Райнбах, А. Смитс, Т. Мартинуссен из университета Копенгагена в своем исследовании «Воздействие капсаицина, зеленого чая и сладкого перца на аппетит и энергозатраты у людей с отрицательным и положительным энергетическим балансом».
• Ведете малоактивный образ жизни . Повысьте активность. Чем меньше вы двигаетесь, тем медленнее ваш метаболизм. Выполняйте короткие интенсивные упражнения, которые могут ускорить обмен веществ и заставить организм сжигать калории даже после того, как упражнение закончено. Например, сядьте на велосипед, как показывают исследования 45 минут езды на двухколесном друге ускоряет метаболизм последующие 12 часов и более.
• Мало улыбаетесь, да, да!!! Пусть вам это не кажется псевдонаучным: ученые подтвердили, что хотя бы 10 минут смеха в день помогут сжечь калории.

Придерживаясь этих простых правил можно добиться отличных результатов любому человеку, была бы только цель и желание. В последующим поговорим о мужском и

Метаболизм — совокупность биохимических процессов, которые протекают в любом живом организме – в том числе в организме человека – и направлены на обеспечение жизнедеятельности. Эти биохимические процессы позволяют нам расти, размножаться, заживлять раны и адаптироваться к меняющимся условиям внешней среды.

Большинство людей использует термин «метаболизм» неправильно, обозначая им либо анаболизм, либо катаболизм.

Слово «метаболизм» происходит от существительного греческого языка «metabole», означающего «перемены», и греческого глагола «metaballein», что в дословном переводе означает «меняться».

Анаболизм и катаболизм

Анаболизмом называют создание материи – последовательность химических реакций, которые строят или синтезируют молекулы из меньших компонентов. Как правило, анаболические реакции сопровождаются потреблением энергии.

Катаболизмом называют разрушение материи – серию реакций химического распада, в ходе которых крупные молекулы расщепляются на меньшие фрагменты. Как правило, процесс протекает с выделением энергии.

Анаболизм

Анаболизм создает материю и потребляет энергию, синтезируя крупные субстанции из небольших компонентов с поглощением энергии в ходе биохимических процессов. Анаболизм, или биосинтез, позволяет организму создавать новые клетки и поддерживать гомеостаз всех тканей.

Организм использует простые молекулы для создания более сложных. Аналогичным образом строитель будет применять простые строительные материалы, например, кирпичи, для возведения здания. Анаболические реакции, протекающие в нашем организме, используют несколько простых веществ и молекул для производства (синтеза) огромного многообразия конечных продуктов. Рост и минерализация костей, набор мышечной массы – примеры анаболизма.

В ходе анаболических процессов из мономеров образуются полимеры. Полимер – это крупная молекула со сложной структурой, состоящая из множества миниатюрных молекул, похожих друг на друга. Эти небольшие молекулы и называют мономерами. Например: аминокислоты, которые являются простыми молекулами (мономерами) в ходе серии анаболических химических реакций образуют протеины, которые являются крупными молекулами со сложной трехмерной структурой (полимер).

К основным анаболическим гормонам относятся:

• Гормон роста – гормон, синтезируемый в гипофизе. Гормон роста стимулирует секрецию клетками печени гормона соматомедина, который приводит в действие процессы роста.
• IGF-1 и другие инсулиноподобные факторы роста – гормоны, которые стимулируют образование белка и сульфатов. IGF-1 и IGF-2 участвуют в росте матки и плаценты, а также в начальных стадиях роста плода во время беременности.
• Инсулин – гормон, синтезируемый β-клетками поджелудочной железы. Он регулирует уровень глюкозы в крови. Клетки не могут утилизировать глюкозу без инсулина.
• Тестостерон – мужской гормон, который образуется, главным образом, в яичках. Тестостерон определяет развитие вторичных мужских половых признаков, в частности, низкого голоса и бороды. Также он способствует росту мускулатуры и костной массы.
• Эстроген – женский гормон, который образуется преимущественно в яичниках. Он тоже участвует в укреплении костной ткани и влияет на развитие женских половых признаков, например, молочных желез. Кроме того, эстроген участвует в утолщении внутренней оболочки матки (эндометрий) и других аспектах регуляции менструального цикла.

Катаболизм

Катаболизм разрушает материю и дает нам энергию. В ходе катаболизма крупные молекулярные комплексы распадаются на небольшие молекулы, и этот процесс сопровождается выделением энергии. Катаболизм обеспечивает наше тело энергией, которая необходима для любой физической активности – от клеточного уровня до движений всего тела.

Катаболические химические реакции в живых клетках разрушают крупные полимеры до простых мономеров, из которых они формируются. Например:

• Полисахариды распадаются на моносахариды. , такие как крахмал, гликоген и целлюлоза – это полисахариды. , в частности, глюкоза, рибоза и фруктоза – это моносахариды.
• Нуклеиновые кислоты распадаются на нуклеотиды. Нуклеиновые кислоты являются химической основой жизни и наследственности. В них закодирована вся наша генетическая информация; они служат носителями генетической информации. Примеры – РНК (рибонуклеиновая кислота) и ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота). Нуклеиновые кислоты распадаются до пуринов, пиримидинов и пентозы, которая помимо других функций участвует в снабжении нашего организма энергией.
• Протеины распадаются до аминокислот. Аминокислоты, образовавшиеся в ходе катаболизма, могут использоваться повторно в анаболических реакциях, идти на синтез других аминокислот или превращаться в другие химические соединения. Иногда белковые молекулы распадаются на аминокислоты для синтеза глюкозы, которая поступает в кровь.

Когда мы едим, наш организм разрушает органические соединения. Этот процесс распада сопровождается выделением энергии, которая в организме хранится в химических связях молекул аденозинтрифосфата (АТФ).

К основным катаболическим гормонам относятся:

• Кортизол – известен также как «гормон стресса», поскольку он участвует в ответной реакции на стресс и тревожность. Гормон продуцируется корой надпочечников, которая является частью надпочечниковой железы. Кортизол повышает артериальное давление и сахар крови, а также подавляет иммунный ответ.
• Глюкагон – гормон, образующийся в α-клетках поджелудочной железы. Он стимулирует распад гликогена в печени, что ведет к повышению уровня сахара крови. Гликоген – углевод, который запасается в печени и используется в качестве топлива во время физической активности. Когда глюкагон выделяется в кровь, он вынуждает клетки печени разрушать гликоген, и тот поступает в кровоток в виде готового топлива (сахар).
• Адреналин – гормон, который образуется в мозговом веществе надпочечниковой железы; адреналин также известен как эпинефрин. Адреналин ускоряет сердечный ритм, увеличивает силу сокращений сердечной мышцы и расширяет бронхиолы в легких. Этот гормон – часть реакции «бей или беги», которая в организме людей и животных является ответом на испуг.
• Цитокины – эти гормоны представляют собой небольшие протеиновые молекулы, которые оказывают специфическое влияние на то, как клетки взаимодействуют между собой, как обмениваются информацией и как себя ведут. Примеры – интерлейкины и лимфокины, которые выделяются при формировании иммунного ответа.

Энергия, хранящаяся в – это топливо для анаболических реакций. Катаболизм генерирует энергию, которую анаболизм использует для синтеза гормонов, ферментов, сахаров и других субстанций, необходимых для клеточного роста, воспроизведения и регенерации тканей.

Если катаболизм продуцирует больше энергии, чем требуется анаболизму, образуется избыток энергии. Человеческий организм запасает этот избыток энергии в виде жира или гликогена.

Жировая ткань – относительно неактивна по сравнению с мышцами, тканями внутренних органов и другими системами нашего организма. Из-за сравнительно низкой активности жировые клетки для обеспечения жизнедеятельности используют крайне мало энергии в сравнении с другими типами клеток.

Метаболизм и масса тела

Говоря простым языком, масса нашего тела равна результату «катаболизм минус анаболизм». Другими словами, количество энергии, образующейся в нашем организме (катаболизм) минус количество энергии, которую наш организм потребляет (анаболизм).

Избыток энергии аккумулируется в виде жира или гликогена (в виде углеводов энергия хранится преимущественно в печени и мышечной ткани).

При расщеплении одного грамма жира выделяется 9 ккал, а при расщеплении протеина или углеводов – 4 ккал.

Хотя лишний вес чаще всего является результатом накопления организмом энергии в виде жира по причине ее избытка, иногда на метаболизм влияют гормональные нарушения или лежащие в их основе хронические заболевания.

Бытует мнение, что худые люди отличаются «ускоренным обменом веществ», в то время как люди с лишним весом или ожирением страдают от «медленного метаболизма». На самом деле, хронические заболевания, такие как гипотиреоз (низкая активность щитовидной железы), не являются главной причиной ожирения. По данным Государственной Службы Здравоохранения Великобритании, набор веса связан, главным образом, с энергетическим дисбалансом.

Если вы страдаете от лишнего веса или ожирения, целесообразно пройти медицинское обследование и удостовериться в том, что набор массы не вызван эндокринной или соматической патологией.

Кардинально изменить уровень основного обмена – интенсивность метаболизма в состоянии покоя – мы не в силах. Долгосрочные стратегии, такие как набор мышечной массы, могут в конечном итоге дать желаемый результат. Однако определение энергетических потребностей организма с последующей модификацией образа жизни в соответствии с этими потребностями поможет вам намного быстрее уменьшить массу тела.

Энергетические потребности

Масса тела и его композиционный состав. Чем выше масса тела, тем выше потребность в калориях. Верно и то, что люди с высоким соотношением мышц к жировой ткани нуждаются в калориях сильнее, чем лица с аналогичной общей массой, но с меньшим процентом мышечной ткани. Лица с высоким мышечно-жировым соотношением отличаются более высоким уровнем основного обмена, чем люди с аналогичной общей массой, но с меньшим мышечно-жировым соотношением.

Возраст. Когда мы становимся старше, мы сталкиваемся с факторами, которые приводят к сокращению энергетических потребностей. Наша мышечная масса снижается, что приводит к уменьшению мышечно-жирового соотношения. Наш метаболизм постепенно перестраивается, что также влечет за собой уменьшение потребности в калориях.

Перечисленные ниже возрастные факторы сокращают наши энергетические потребности:

• Гормоны – с возрастом в организме мужчин и женщин образуется меньше тестостерона и эстрогена. Оба гормона участвуют в анаболических процессах, которые потребляют энергию. Синтез человеческого гормона роста, который оказывает колоссальное влияние на анаболические реакции, также уменьшается с возрастом. Когда мы стареем, баланс смещается от анаболических гормонов в сторону катаболических, что резко повышает предрасположенность к набору веса, причем за счет жировой ткани, а не мышц.
• Менопауза – когда женщины приближаются к периоду менопаузы, падает выработка гормонов, которые заставляют организм сжигать больше энергии. Большинство женщин обнаруживает, что сбросить вес в этот период очень проблематично. Впрочем, эксперты считают, что менопаузальный и постменопаузальный набор веса лишь отчасти вызван гормональными изменениями. Другие возрастные факторы, в частности, снижение физической активности и несбалансированное питание, оказывают на массу тела гораздо большее влияние.
• Физическая активность – с возрастом люди, как правило, не так активны, как были в молодости. Объясняется это не только более размеренным образом жизни. Большинство людей, которые в молодости зарабатывали тяжелым физическим трудом, после 45 переходят на сидячую работу. Это может быть связано с продвижением по службе, которое имеет место во многих отраслях, например, в армии, полиции, пожарной службе, а также переподготовкой, переходом на принципиально иную работу или ранним выходом на пенсию.
• Теория накопления отходов жизнедеятельности – когда мы становимся старше, растет число клеток с конечными продуктами жизнедеятельности, что, по всей видимости, негативно сказывается на интенсивности обменных процессов.

Пол. Мужчины обладают более высоким уровнем основного обмена, чем женщины, что объясняется большим процентом мышечной ткани в мужском организме. Это значит, что среднестатистический мужчина сжигает больше калорий, чем среднестатистическая женщина его возраста с аналогичной массой тела.

Как сбросить вес?

Сначала вам следует определить суточную потребность организма в калориях и убедиться в отсутствии хронических заболеваний, которые могут быть причиной прибавки массы тела. После этого вы должны сфокусироваться на трех ключевых факторах, влияющих на потерю веса и последующую стабилизацию идеальной массы вашего тела. Те же факторы влияют и на обмен веществ – это физическая активность, диета (рацион питания) и сон.

Значение сна

Если вы не высыпаетесь, нарушается нейроэндокринный контроль чувства голода и насыщения. Следствием этого становится переедание и снижение чувствительности тканей к инсулину, что в свою очередь повышает риск развития диабета 2 типа. Любой из этих факторов ведет к набору массы тела.

Многочисленные клинические исследования показали, что лишение человека сна нарушает способность организма регулировать пищевое поведение (аппетит) из-за снижения концентрации лептина – гормона, который сообщает нам, что мы съели достаточно.

Ученые, участвовавшие в Интегративном Проекте Здоровья Сердца в Военном Медицинском Центре в Уолтер Рид, пришли к выводу, что существует прямая связь между индексом массы тела (ИМТ) и продолжительностью и качеством сна.

«Когда мы проанализировали имеющиеся данные, разделив участников на «любителей поспать» и «страдающих бессонницей», мы обнаружили, что дефициту сна соответствует более высокий ИМТ – 28,3 кг/м2. Для сравнения ИМТ «любителя поспать» в среднем составлял 24,5 кг/м2. Бессонница также снижала эффективность сна, что проявлялось значительными трудностями при засыпании и частыми пробуждениями», — говорит ведущий исследователь, доктор медицины Арн Элиассон.

Ученые из Университета Бристоля (Англия) пришли к выводу, что если ребенок мало спит, у него повышается риск развития ожирения. Они считают, что дефицит сна может вести к гормональному дисбалансу, из-за которого дети потребляют больше пищи и в целом питаются неправильно.

Исследования также показали, что в организме людей, которые слишком мало спят, повышен уровень грелина. Грелин – это гормон, который синтезируется в желудке и сообщает головному мозгу, что вы голодны.

Сотрудники Колумбийского Университета (Нью-Йорк) пришли к заключению, что недосыпание ведет к снижению толерантности к глюкозе и уменьшению чувствительности к инсулину за счет роста активности симпатической нервной системы, подъема уровня кортизола и уменьшения потребления глюкозы головным мозгом.

Все это резко повышает вероятность набора лишнего веса, а также развития сахарного диабета 2 типа. Те же ученые обнаружили, что у людей, которые спят слишком много (девять часов и более), риск развития диабета тоже повышен.

Ваши шансы набрать лишний вес повышают не только гормональные факторы, связанные с дефицитом сна. Из-за недосыпания вы вряд ли захотите заниматься физкультурой и спортом. Многочисленные эксперименты показали, что люди, которые мало спят, реже придерживаются какой-либо тренировочной программы, и объясняется это тем, что они сильно устают.

Попробуйте следующие меры, которые могут принести вам хороший, полноценный сон:

• Ложитесь спать в одно и то же время.
• Наполните вечерние часы отдыхом и расслаблением.
• Ваша спальня должна быть тихой, темной и немного прохладной.
• Старайтесь получать 7-8 часов непрерывного сна каждую ночь.
• Избегайте продуктов и напитков, которые содержат кофеин.
• Не принимайте обильную пищу непосредственно перед сном. Но и не ложитесь в постель голодным.
• Не делайте энергичные упражнения в пределах 4 часов до отхода ко сну (некоторые эксперты говорят о шести часах).
• В выходные дни продолжайте ложиться спать и просыпаться по установленному графику.

Увеличивайте физическую активность

Шестимесячное исследование, проведенное сотрудниками Медицинского Центра Университета Дьюка, изучало влияние тренировок на организмы 53 участников, которые вели малоподвижный образ жизни.

Ученые сфокусировались на 17 биологических показателях, достоверно повышающих риск кардиоваскулярной патологии. Они оценивали объем талии, физическую подготовку, индекс массы тела, уровень холестерина, чувствительность к инсулину и индикаторы метаболического синдрома – предшественника сахарного диабета 2 типа.

В эксперименте оценивалось три уровня физической активности: эквивалент 20 км ходьбы в неделю, 20 км легкой пробежки и 30 км легкой пробежки в неделю. Участники занимались на беговой дорожке, эллипсоидном тренажере или велоэргометрах под наблюдением исследователей.

Ученые не только обнаружили значительные улучшения к концу исследования, но и пришли к выводу, что интенсивность нагрузки не является решающим фактором.

Вот что говорит руководитель исследования, доктор Дженнифер Роббинс: «Если смотреть на группу в целом, мы обнаружили, что общий положительный эффект был достигнут не только в группе с максимальной интенсивностью нагрузки. Людей должен приободрять тот факт, что они не обязаны выдерживать высокоинтенсивные тренировки, чтобы получать пользу от физических упражнений».

Все упражнения можно разделить на три большие категории

Аэробное упражнение

Целью аэробного упражнения является улучшение потребления кислорода организмом. Термин «аэробный» тесно связан с кислородом. Определение аэробный применяется к метаболическим процессам, в ходе которых используется кислород (катаболические процессы).

Большинство аэробных упражнений выполняется со средним уровнем интенсивности в течение длительного периода, в отличие от других категорий упражнений. Аэробная тренировка включает разминку, выполнение основных упражнений в течение не менее 20 минут и финальную заминку. В аэробных упражнениях участвуют, главным образом, большие мышечные группы.

20-минутный бег – аэробное упражнение, а вот спринт на 200 метров – нет. Получасовая игра в бадминтон – аэробная активность, при условии, что движения игроков сравнительно непрерывны. Гольф, с другой стороны, не считается аэробной нагрузкой, поскольку нет постоянного учащения сердцебиения в течение продолжительного периода времени.

Анаэробное упражнение

Целью анаэробного упражнения является развитие силы, мощности и мускулатуры. Мышцы тренируются с высокой интенсивностью в течение короткого отрезка времени. Под коротким отрезком обычно подразумевается не более двух минут.

Термин анаэробный означает «без воздуха». Анаэробные упражнения увеличивают мышечную силу и нашу способность двигаться с резким ускорением. Вы можете представить анаэробные упражнения как короткие и быстрые, или короткие и интенсивные. Анаэробные упражнения включают силовой тренинг, спринт, быстрые и интенсивные прыжки через скакалку и любые другие быстрые последовательности интенсивных движений.

Поскольку в анаэробных упражнениях кислород не используется для генерации энергии, образуется побочный продукт – молочная кислота. Молочная кислота вызывает мышечную усталость, а потому она должна быть выведена во время восстановления, до того как мышца будет подвергнута очередной анаэробной сессии. Во время восстановительного периода кислород используется для «перезагрузки» мышцы – восполнения внутримышечных запасов энергии, которые были израсходованы во время интенсивного упражнения.

Упражнения на развитие координации и равновесия

Упражнения на развитие координации развивают умение человека резко ускоряться и замедляться, менять направление движения и при этом сохранять равновесие. В теннисе, например, упражнения на развитие координации помогают игроку контролировать свою позицию на корте за счет быстрого возвращения после каждого удара.

Ключевой навык в теннисе – умение занимать правильную позицию на корте, из которой вы можете ударить по мячу максимально эффективно. Хорошая координация не только позволяет теннисисту быстрее подойти к мячу и занять оптимальную для удара позицию, но также помогает лучше сгруппироваться в момент удара по мячу.

Вы должны комбинировать два типа упражнений

Чтобы извлечь из тренировок максимум пользы, вы должны комбинировать аэробные и анаэробные упражнения. И вы должны заниматься пять раз в неделю.

Исследователи из Университета Хериот-Уотт в Эдинбурге (Шотландия) пришли к выводу, что даже непродолжительная, но регулярная и интенсивная нагрузка, например, короткая сессия из четырех-шести 30-секундных высокоинтенсивных спринтов на велотренажере раз в два дня, значительно улучшает способность организма утилизировать сахара.

Диета и питание

Учет калорийности рациона

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

Доказано, что резкое ограничение калорийности рациона неэффективно в долгосрочной перспективе. Экстремальное сокращение калорийности пищи может вынудить организм перестроить метаболизм так, что расходоваться будет намного меньше энергии, а любой источник энергии будет моментально запасаться в жировой ткани. Низкокалорийные диеты часто негативно сказываются на мотивации, что приводит к перееданию после выхода из диеты.

Если только ваша экстремально низкокалорийная диета не разработана квалифицированным диетологом, нутриционистом или профессиональным врачом, велик риск истощения, которое не только вредит здоровью, но и меняет ход обменных процессов таким образом, что достигнуть поставленной цели вам будет еще сложнее.

В США и Великобритании самый высокий процент людей, которые обращаются к этим разрушительным диетам. Если бы они были эффективны, Штаты не были бы мировым лидером по числу лиц с ожирением, а Великобритания не лидировала бы по этому показателю в Европе. Из тех, кто сидел на экстремальных диетах, львиная доля по-прежнему страдает ожирением, и лишь немногим удалось вернуться к нормальной массе тела.

Здоровая диета

Здоровая диета – хорошо сбалансированная диета. Она должна включать:

Продукты из цельного зерна. Цельное зерно, в отличие от хлопьев, все еще содержит отруби и зародыш в первозданном виде. Продукты из цельного зерна богаты клетчаткой, минералами и витаминами. В процессе переработки зерна отруби и зародыш удаляются из продукта.

Цельнозерновые продукты, включая хлеб, макаронные изделия и крупы, должны производиться из 100% цельного зерна. К продуктам и муке из цельного зерна относится 100% цельнозерновая пшеница, нешлифованный рис, гречиха, овсяная крупа, спельта и дикий рис.

Фрукты и овощи. Фрукты и овощи содержат очень много витаминов, минеральных элементов и клетчатки – эти нутриенты как воздух нужны вашему организму для нормальной жизнедеятельности. Многочисленные исследования доказали, что богатый фруктами и овощами рацион может защитить от развития болезней сердца, сахарного диабета 2 типа и даже рака.

Большинство организаций здравоохранения планеты рекомендует нам ежедневно получать пять порций фруктов и овощей. Это могут быть свежие, замороженные, консервированные или высушенные фрукты и овощи. Под порцией следует понимать один большой фрукт, например, яблоко, манго или банан, или три столовых ложки овощей.

Также это может быть стакан 100% фруктового или овощного сока. Заметьте, фруктовый или овощной сок – это одна порция, вне зависимости от ее объема. Бобовые и зернобобовые культуры также можно считать одной порцией.

Протеин. жизненно необходим для роста и регенерации тканей нашего организма. Богатые протеином продукты содержат еще и незаменимые микроэлементы, например, магний и , плюс . Государственная Служба Здравоохранения Великобритании сообщает, что протеин должен составлять около 20% нашего рациона. Хорошим источником протеина может стать мясо, птица, рыба, яйца, бобы, орехи, кворн (заменитель мяса) и соя (в том числе тофу).

Диетологи настоятельно рекомендуют сливать масло и срезать жир с мяса после приготовления. С птицы необходимо удалять кожу. Не вегетарианцам нутриционисты советуют есть рыбу не реже двух раз в неделю, выбирая по возможности сорта, богатые омега жирами, например, форель, свежий тунец, сардины, скумбрию и лосось. В процессе консервации из тунца удаляются эссенциальные жиры, а потому только свежий тунец считается жирной рыбой. Рыбу и мясо желательно не жарить, а готовить в микроволновке, на гриле или запекать.

Веганам, которые не едят никаких продуктов животного происхождения, можно получать протеин из орехов, семян, сои, бобов и кворна. Дополнительно веганам стоит принимать пищевые добавки с цинком и , так как эти продукты содержат их в недостаточном количестве.

Кальций (молочные или растительные продукты). Молочные продукты считаются хорошим источником кальция, который необходим для здоровья костей и зубов. К молочным продуктам относится молоко, йогурты, сыр и некоторые продукты из соевого молока. Диетологи говорят, что мы должны выбирать нежирные молочные продукты. Люди, которые не едят продукты животного происхождения, могут получить кальций из брокколи, белокочанной капусты, соевого молока и йогурта с добавлением кальция.

Жиры и углеводы. Стремитесь к качественным жирам, таким как оливковое масло, авокадо или рыбий жир. Избегайте насыщенных жиров, которые содержатся в сливках, жареных блюдах и мясе. Также держитесь подальше от транс-жиров – жиров, полученных искусственным путем. Старайтесь не добавлять сахар в свои блюда, избегайте сладких газированных напитков. В нашей пище и так достаточно .

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 .

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

Анаболизм – это один из видов биосинтеза, в результате которого из простых молекул образовываются более сложные вещества, например мышечные волокна. В результате данной биохимической реакции, происходит процесс запасания энергии в организме, которая позже будет использоваться для образования новых материалов для жизнеобеспечения и роста клеток. Если при , происходит распад сложных молекулярных соединений для образования более простых, то в анаболизме все наоборот, поэтому эти процессы являются своего рода антонимами.

Анаболизм – это, по сути, противоположное понятие катаболизму, но несмотря на противоположность, они не могут существовать друг без друга и протекают одновременно. Если в организме идет последняя стадия катаболизма, она является первой стадией анаболизма и наоборот.

Анаболические процессы, включают в себя синтез таких клеточных компонентов, как:

• углеводы
• белки
• липиды
• моносахариды
• нуклеотидов
• нуклеиновых кислот

Чтобы данный синтез осуществлялся, нужна дополнительная энергия в виде богатых энергетических соединений в виде «АДЕНОЗИНТРИФОСФАТА » (сокращенно АТФ, на английском АТР ). Подобные энергетические соединения производятся в результате процесса распада (катаболизма). То есть, по сути, как я уже говорил ранее, эти два процесса не могут существовать друг без друга. Поэтому, это две неразрывные биохимические реакции, которые в основе являются двумя сторонами одного процесса – метаболизма .

В растущих клетках, анаболические процессы преобладают над катаболизмом. Если брать во внимание не растущие клетки, в них наблюдается баланс, то есть 50 на 50. Однако если человек будет интенсивно заниматься в тренажерном зале и плохо питаться, тогда в клетках будет преобладать процесс распада мышечной ткани. Этого момента больше всего боятся бодибилдеры.

В бодибилдинге, анаболизм имеет ключевое значение, в росте мышечной ткани, поэтому, основным фактором мышечного роста является – питание. Чтобы постоянно поддерживать преобладание анаболических процессов, очень часто спортсмены прибегают к помощи со стороны спортивного питания, а профессионалы используют фармакологическую поддержку в виде анаболических стероидов.

Анаболизм и сон

Именно сон является наиболее благоприятным промежутком времени в сутках для восстановления и роста мышечной ткани. Чтобы анаболические процессы проходили максимально эффективно, вечером нужно хорошо покушать, чтобы организму было из чего брать материалы для восстановления и наращивания. В плане спортивного питания следует использовать , так как он содержит большую концентрацию белка, а также включает в свой состав много полезных аминокислот. Он имеет низкую , из-за чего очень медленно усваивается организмом, что нам и нужно, так как сон среднестатистического человека длиться примерно 6-8 часов. Представьте, не кушать более 6 часов. Понятное дело, что во время сна замедляются, но все-таки, если плохо покушать, эффекта от тренировки не будет вообще.

Также, очень способствует анаболизму , который нужно принимать сразу после тренировки или рано утром, как только вы проснулись. Можно также употреблять его перед самой тренировкой.

Выводы

Итак, анаболизм – это процесс стимулирующий развитие мышечной ткани, именно поэтому препараты, которые помогают нарастить мышечную массу, называются – анаболические стероиды . Чтобы усилить строительные процессы в нашем организме, нужно соблюдать режим (интенсивные тренировки и здоровый сон) и правильно питаться, при этом можно использовать спортивное питание.

Анаболизм и катаболизм – это основные метаболические процессы.

Катаболизм – это ферментативное расщепление сложных органических соединений, осуществляющееся внутри клетки за счет реакций окисления. Катаболизм сопровождается выделением энергии и запасанием ее в макроэргических фосфатных связях АТФ.

Анаболизм – это синтез сложных органических соединений – белков, нуклеиновых кислот, полисахаридов – из простых предшественников, поступающих в клетку из окружающей среды или образующихся в процессе катаболизма. Процессы синтеза связаны с потреблением свободной энергии, которая поставляется АТФ (рис. 31).

Рис. 31 Схема путей метаболизма в бактериальной клетке

В зависимости от биохимии процесса диссимиляции (катаболизма) различают дыхание и брожение.

Дыхание – это сложный процесс биологического окисления различных соединений), сопряженный с образованием большого количества энергии, аккумулируемой в виде макроэргических связей в структуре АТФ (аденозинтрифосфат), УТФ (уридинтрифосфат) и т.д., и образованием углекислого газа и воды. Различают аэробное и анаэробное дыхание.

Брожение – неполный распад органических соединений с образованием незначительного количества энергии и продуктов, богатых энергией.

Анаболизм включает процессы синтеза, при которых используется энергия, вырабатываемая в процессе катаболизма. В живой клетке одновременно и непрерывно протекают процессы катаболизма и анаболизма. Многие реакции и промежуточные продукты являются для них общими.

Живые организмы классифицируют в соответствии с тем, какой источник энергии или углерода они используют. Углерод – основной элемент живой материи. В конструктивном метаболизме ему принадлежит ведущая роль.

В зависимости от источника клеточного углерода все организмы, включая прокариотные, делят на автотрофы и гетеротрофы.

Автотрофы используют CO 2 в качестве единственного источника углерода, восстанавливая его водородом, который отщепляется от воды или другого вещества. Органические вещества они синтезируют из простых неорганических соединений в процессе фото- или хемосинтеза.

Гетеротрофы получают углерод из органических соединений.

Живые организмы могут использовать световую или химическую энергию. Организмы, живущие за счет энергии света, называют фототрофными. Органические вещества они синтезируют, поглощая электромагнитное излучение Солнца (свет). К ним относятся растения, сине-зеленые водоросли, зеленые и пурпурные серобактерии.

Организмы, получающие энергию из субстратов, источников питания (энергия окисления неорганических веществ), называют хемотрофами. Кхемогетеротрофам относятся большинство бактерий, а так же грибы и животные.

Существует немногочисленная группа хемоавтотрофов . К таким хемосинтезирующим микроорганизмам относятся нитрифицирующие бактерии, которые, окисляя аммиак до азотистой кислоты, высвобождают необходимую для синтеза энергию. К хемосинтетикам относятся также водородные бактерии, получающие энергию в процессе окисления молекулярного водорода.

Углеводы как источник энергии

У большинства организмов расщепление органических веществ происходит в присутствии кислорода – аэробный обмен. В результате такого обмена остаются бедные энергией конечные продукты (СО 2 и Н 2 О), но высвобождается много энергии. Процесс аэробного обмена называется дыханием, анаэробного – брожением.

Углеводы – основной энергетический материал, который клетки используют в первую очередь для получения химической энергии. Кроме того, при дыхании могут использоваться также белки и жиры, а при брожении – спирты и органические кислоты.

Расщепление углеводов организмы осуществляют разными путями, в которых важнейшим промежуточным продуктом является пировиноградная кислота (пируват). Пируват занимает центральное место в метаболизме при дыхании и брожении. Выделяют три основных механизма образования ПВК.

1. Фруктозодифосфатный (гликолиз) или путь Эмбдена-Мейергофа-Парнаса – универсальный путь.

Процесс начинается с фосфорилирования (рис. 32). При участии фермента гексокиназы и АТФ глюкоза фосфорилируется по шестому углеродному атому с образованием глюкозо-6-фосфата. Это активная форма глюкозы. Она служит исходным продуктом при расщеплении углеводов любым из трех путей.

При гликолизе глюкозо-6-фосфат изомеризуется во фруктозо-6-фосфат, а затем под действием 6-фосфофруктокиназы фосфорилируется по первому углеродному атому. Образовавшийся фруктозо-1,6-дифосфат под действием фермента альдолазы легко распадается на две триозы: фосфоглицериновый альдегид и дигидроксиацетонфосфат. Дальнейшее превращение С 3 -углеводов осуществляется за счет переноса водорода и фосфорных остатков через ряд органических кислот с участием специфических дегидрогеназ. Все реакции этого пути, за исключением трех, протекающих с участием гексокиназы, 6-фосфофруктокиназы и пируваткиназы, полностью обратимы. На стадии образования пировиноградной кислоты заканчивается анаэробная фаза превращения углеводов.

Максимальное количество энергии, получаемое клеткой при окислении одной молекулы углеводов гликолитическим путем, равно 2·10 5 Дж.

Рис.32. Фруктозодифосфатный путь расщепления глюкозы

2. Пентозофосфатный (Варбурга-Дикенса-Хорекера) путь характерен также для большинства организмов (в большей степени для растений, а для микроорганизмов играет вспомогательную роль). В отличие от гликолиза ПФ путь не образует пируват.

Глюкозо-6-фосфат превращается в 6-фосфоглюколактон, который декарбоксилируется (рис. 33). При этом образуется рибулозо-5-фосфат, на котором завершается процесс окисления. Последующие реакции рассматриваются как процессы превращения пентозофосфатов в гексозофосфаты и обратно, т.е. образуется цикл. Считают, что пентозофосфатный путь на одном из этапов переходит в гликолиз.

При прохождении через ПФ путь каждых шести молекул глюкозы происходит полное окисление одной молекулы глюкозо-6-фосфата до CO 2 и восстановление 6 молекул НАДФ + до НАДФ·Н 2 . Как механизм получения энергии этот путь в два раза менее эффективен, чем гликолитический: на каждую молекулу глюкозы образуется 1 молекула АТФ.

Рис. 33. Пентозофосфатный путь расщепления глюкозо-6-фосфата

Основное назначение этого пути – поставлять пентозы, необходимые для синтеза нуклеиновых кислот, и обеспечивать образование большей части НАДФ·Н 2 , необходимого для синтеза жирных кислот, стероидов.

3. Путь Энтнера-Дудорова (кетодезоксифосфоглюконатный или КДФГ-путь) встречается только у бактерий. Глюкоза фосфорилируется молекулой АТФ при участии фермента гексокиназы (рис. 34).

Рис.34. Путь Энтнера-Дудорова расщепления глюкозы

Продукт фосфорилирования – глюкозо-6-фосфат – дегидрируется до 6-фосфоглюконата. Под действием фермента фосфоглюконатдегидрогеназы от него отщепляется вода и образуется 2-кето-3-дезокси-6-фосфоглюконат (КДФГ). Последний расщепляется специфичной альдолазой на пируват и глицеральдегид-3-фосфат. Глицеральдегид далее подвергается действию ферментов гликолитического пути и трансформируется во вторую молекулу пирувата. Кроме того, этот путь поставляет клетке 1 молекулу АТФ и 2 молекулы НАД·Н 2 .

Таким образом, основным промежуточным продуктом окислительного расщепления углеводов является пировиноградная кислота, которая при участии ферментов превращается в различные вещества. Образовавшаяся одним из путей ПВК в клетке подвергается дальнейшему окислению. Освобождающиеся углерод и водород удаляются из клетки. Углерод выделяется в форме CO 2 , водород передается на различные акцепторы. Причем может передаваться либо ион водорода, либо электрон, поэтому перенос водорода равноценен переносу электрона. В зависимости от конечного акцептора водорода (электрона) различают аэробное дыхание, анаэробное дыхание и брожение.

Дыхание

Дыхание – окислительно-восстановительный процесс, идущий с образованием АТФ; роль доноров водорода (электронов) в нем играют органические или неорганические соединения, акцепторами водорода (электронов) в большинстве случаев служат неорганические соединения.

Если конечный акцептор электронов – молекулярный кислород, дыхательный процесс называют аэробным дыханием . У некоторых микроорганизмов конечным акцептором электронов служат такие соединения, как нитраты, сульфаты и карбонаты. Этот процесс называется анаэробным дыханием .

Аэробное дыхание – процесс полного окисления субстратов до CO 2 и Н 2 О с образованием большого количества энергии в форме АТФ.

Полное окисление пировиноградной кислоты происходит в аэробных условиях в цикле трикарбоновых кислот (ЦТК или цикл Кребса) и дыхательной цепи.

Аэробное дыхание состоит из двух фаз:

1). Образующийся в процессе гликолиза пируват окисляется до ацетил-КоА, а затем до CO 2 , а освобождающиеся атомы водорода перемещаются к акцепторам. Так осуществляется ЦТК.

2). Атомы водорода, отщепленные дегидрогеназами, акцептируются коферментами анаэробных и аэробных дегидрогеназ. Затем они переносятся по дыхательной цепи, на отдельных участках которой образуется значительное количество свободной энергии в виде высокоэнергетических фосфатов.

Цикл трикарбоновых кислот (цикл Кребса, ЦТК)

Пируват, образующийся в процессе гликолиза, при участии мультиферментного комплекса пируватдегидрогеназы декарбоксилируется до ацетальдегида. Ацетальдегид, соединяясь с коферментом одного из окислительных ферментов – коферментом А (КоА-SH), образует «активированную уксусную кислоту» - ацетил-КоА – высокоэнергетическое соединение.

Ацетил-КоА под действием цитрат-синтетазы вступает в реакцию со щавелевоуксусной кислотой (оксалоацетат), образуя лимонную кислоту (цитрат С 6), которая является основным звеном ЦТК (рис. 35). Цитрат после изомеризации превращается в изоцитрат. Затем следует окислительное (отщепление Н) декарбоксилирование (отщепление СО 2) изоцитрата, продуктом которого является 2-оксоглутарат (С 5). Под влиянием ферментного комплекса ɑ-кетоглутаратдегидрогеназы с активной группой НАД он превращается в сукцинат, теряя СО 2 и два атома водорода. Сукцинат затем окисляется в фумарат (С 4), а последний гидратируется (присоединение Н 2 О) в малат. В завершающей цикл Кребса реакции происходит окисление малата, что приводит к регенерации оксалоацетата (С 4). Оксалоацетат взаимодействует с ацетил-КоА, и цикл повторяется снова. Каждая из 10 реакций ЦТК, за исключением одной, легко обратима. В цикл вступают два атома углерода в виде ацетил-КоА и такое же количество атомов углерода покидают этот цикл в виде СО 2 .

Рис. 35. Цикл Кребса (по В.Л. Кретовичу):

1, 6 – система окислительного декарбоксилирования; 2 – цитратсинтетаза, кофермент А; 3, 4 – аконитатгидратаза; 5 – изоцитратдегидрогеназа; 7 – сукцинатдегидрогеназа; 8 – фумаратгидратаза; 9 – малатдегидрогеназа; 10 – спонтанное превращение; 11 - пируваткарбоксилаза

В результате четырех окислительно-восстановительных реакций цикла Кребса осуществляется перенос трех пар электронов на НАД и одной пары электронов на ФАД. Восстановленные таким путем переносчики электронов НАД и ФАД подвергаются затем окислению уже в цепи переноса электронов. В цикле образуется одна молекула АТФ, 2 молекулы СО 2 и 8 атомов водорода.

Биологическое значение цикла Кребса заключается в том, что он является мощным поставщиком энергии и «строительных блоков» для биосинтетических процессов. Цикл Кребса действует только в аэробных условиях, в анаэробных он разомкнут на уровне α-кетоглутаратдегидрогеназы.

Дыхательная цепь

Последней стадией катаболизма является окислительное фосфорилирование. В ходе этого процесса высвобождается большая часть метаболической энергии.

Восстановленные в цикле Кребса переносчики электронов НАД и ФАД подвергаются окислению в дыхательной цепи или цепи транспорта электронов. Молекулы-переносчики – это дегидрогеназы, хиноны и цитохромы.

Обе ферментные системы у прокариот находятся в плазматической мембране, а у эукариот – во внутренней мембране митохондрий. Электроны от атомов водорода (НАД, ФАД) по сложной цепи переносчиков переходят к молекулярному кислороду, восстанавливая его, при этом образуется вода.

Баланс. Расчеты энергетического баланса показали, что при расщеплении глюкозы гликолитическим путем и через цикл Кребса с последующим окислением в дыхательной цепи до СО 2 и Н 2 О на каждую молекулу глюкозы образуется 38 молекул АТФ. Причем максимальное количество АТФ образуется в дыхательной цепи – 34 молекулы, 2 молекулы - в ЭМП-пути и 2 молекулы – в ЦТК (рис. 36).

Неполное окисление органических соединений

Дыхание обычно связано с полным окислением органического субстрата, т.е. конечными продуктами распада являются СО 2 и Н 2 О.

Однако некоторые бактерии и ряд грибов не до конца окисляют углеводы. Конечными продуктами неполного окисления являются органические кислоты: уксусная, лимонная, фумаровая, глюконовая и др., которые аккумулируются в среде. Этот окислительный процесс используется микроорганизмами для получения энергии. Однако общий выход энергии при этом значительно меньший, чем при полном окислении. Часть энергии окисляемого исходного субстрата сохраняется в образующихся органических кислотах.

Микроорганизмы, развивающиеся за счет энергии неполного окисления, используются в микробиологической промышленности для получения органических кислот и аминокислот.