Что такое катаболизм в биологии

Катаболизм – что это такое, физиология, этапы и способы замедления

Что такое катаболизм в биологии. Смотреть фото Что такое катаболизм в биологии. Смотреть картинку Что такое катаболизм в биологии. Картинка про Что такое катаболизм в биологии. Фото Что такое катаболизм в биологии

Практически каждый атлет знает, что расти все время невозможно. Каждый борется с этим по-своему. Именно из-за невозможности постоянного роста и появились в свое время хардгейнеры. Видели вы бодибилдеров, которые питаются по расписанию и постоянно глотают анаболические стероиды? Зачем все это нужно? Ответ заключается в одном слове – катаболизм.

Катаболизм – это прямая составляющая метаболических процессов в организме. Что она из себя представляет? Все очень просто – это оптимизация ресурсов. Наш организм работает, как маятник, постоянно создавая новые клетки, и разрушая старые. Фактически за 5 лет вы полностью обновляетесь, являясь другим человеком. Но и это еще не все.

В биохимическом понимании катаболизм – это распад сложных веществ на более простые или же окисление различных молекул. Процесс протекает с высвобождением энергии:

Катаболизм и анаболизм находятся в постоянном равновесии, и напрямую зависят от следующих факторов:

Рассмотрим на простом примере процессы оптимизации ресурсов организма. Изначально, в течение дня, организм стремиться к расщеплению энергии и синтезу новых клеток.

В ночное время, происходит перезагрузка, и он начинает убивать ненужные клетки, расщепляя их, и подготавливаясь к обновлению.

В случае возникновения стрессовых нагрузок, катаболические процессы значительно ускоряются. Однако, в этом случае, ускорение катаболизма происходит в качестве подготовки к мощному анаболическому скачку. Умертвляются и разрушаются все клетки, которые неспособны выдерживать новые уровни нагрузок, заменяясь более мощными и сильными.

Нагрузки – являются именно тем фактором, который влияет на сдвиг баланса между анаболическими и катаболическими процессами.

Когда нагрузки в организме проходят (например, человек перестает заниматься спортом), то умный организм оптимизирует ресурсы для того, чтобы в случае голодовки или другого мощного стресса мог выжить. И все мы наблюдаем разрушение мышц. Особенно это хорошо заметно, если следить за атлетами после окончания их карьеры. Обычно они теряет до 40% от наработанной мышечной массы.

Важно понимать, что физические нагрузки – не единственный фактор, который изменяет баланс между катаболизмом и анаболизмом. Любое изменение в режиме дня или питании может сдвинуть ползунок в ту или иную сторону.

Что такое катаболизм в биологии. Смотреть фото Что такое катаболизм в биологии. Смотреть картинку Что такое катаболизм в биологии. Картинка про Что такое катаболизм в биологии. Фото Что такое катаболизм в биологии

Физиология

Физиология катаболизма заключается в расщеплении веществ с последующим их окислением. В процессе метаболических процессов, любая деятельность провоцирует начало общего пути катаболизма. В ходе стрессовой ситуации (мышечного/умственного напряжения), организм начинает потреблять огромное количество гликогена. В последствии, в случае достаточного наличия кислорода в крови, в ход идет расщепление АТФ мышечной ткани, что и провоцирует разрушение и микротравмы мышечной ткани.

Примечание: катаболизм – это не всегда плохо. Ведь процесс касается не только мышечной, но и жировой ткани. В частности, многие диеты и тренировочные комплексы на сушку подразумевают активизацию катаболических процессов, для выведения из открытых инсулином клеток, липидов с последующим расщеплением их на энергию, и окислением.

Этапы

Так как катаболизм – это циклическая процедура, то она имеет активные и пассивные фазы, совмещенные с анаболизмом. Рассмотрим подробнее этапы катаболизма:

С первого этапа начинается активное потребление организмом резервных ресурсов. Стрессом считается практически вся деятельность человека, выходящая за его привычный режим дня. Так, катаболизм мышц может провоцировать:

В процессе получения стресса, организм начинает разрушать резервные ресурсы (начиная от гликогеновых запасов, которые тоже хранятся в мышечной ткани, и заканчивая самими мышцами). Если у организма остаются резервные источники энергии или произведена своевременная подпитка, то начинается процесс супер восстановления.

Интересный факт: замечали ли вы, что при умственной нагрузке, организм активно требует сладкого. Или то, что девушки заедают все свои проблемы и горести тортиками и сладким чаем. Так вот – это является следствием не только наличия стимуляторов «гормона удовольствия», но и естественной потребностью организма для восстановления сил и подготовки организма к возможным стрессам.

Если в организме нет резервных средств для восстановления, то начинается этап оптимизации. В этот момент синтез АТФ и гликогена прекращается, а сам организм уменьшает потребление энергии, за счет разрушения энергопотребителей.

Самыми главными энергопотребителями являются мышцы и мозг.

Вывод: голодание провоцирует не только падение мышечной массы, но и разрушение мозга. Поэтому люди, которые постоянно испытывают дефицит калорий, становятся фактически тупее своих сытых собратьев.

После окончания оптимизации (супервосстановления), организм приводит анаболические и катаболические процессы в баланс. Обычно этот этап занимает до 48 часов, пока организм стабилизируется.

Примечание: по этой же причине, люди не принимающие анаболические стероиды должны делать перерыв между тренировками не менее 48 часов.

В процессы катаболизма входят:

Это далеко не все, что происходит во время катаболизма.

В целом, в биохимии этапы общего пути катаболизма проходят следующим образом:

Биохимические процессы довольно сложны, и в каждом случае катаболизм проходит индивидуально.

Как замедлить?

Рассматривая специфические и общие пути катаболизма, можно сделать вывод о том, что остановить катаболизм невозможно. В то же время, можно поискать пути его замедления.

Скорость катаболизма напрямую связана со скоростью обмена веществ. Несмотря на тот факт, что люди думают, что медленный обмен веществ приводит к набору веса и приводит к катаболизму – это не совсем верно. Поэтому, если ваша цель замедлить катаболизм, есть 3 основных пути:

Для увеличения анаболических процессов, нужно постоянно подпитывать организм энергией и строителями.

Именно поэтому опытные бодибилдеры питаются по 5-8 раз в день, строго в определенное время.

Для увеличения времени анаболических процессов нужно есть трудноперевариваемую пищу (сложные углеводы, обильно снабженные клетчаткой), и употреблять не менее 2-х грамм белка на килограмм чистой массы.

Уменьшение стрессовых ситуаций для организма достичь проще. Не двигайтесь, спите и ощущайте радостные эмоции. Этому может помочь выходной/отпуск/перерыв между тренировками. 8 часовой сон, и плитка черного горького шоколада.

Замедление обмена веществ достичь предельно просто – нужно просто создать ситуацию, при которой обменные процессы предельно замедлятся. Хороший способ – много спать. Плохой способ – перестать есть.

Продукты для замедления катаболизма

Как мы раньше уже упоминали, в спортивных дисциплинах важно соблюдать правильный баланс между анаболизмом и катаболизмом.

Однако для этого не обязательно принимать анаболики. Достаточно использовать продукты, которые снижают скорость катаболизма, тем самым провоцируя положительный баланс анаболических процессов по отношению к катаболизму.

Продукт

Принцип воздействия

Корень имбиряЯвляется прямым стимуляторов выработки андрогенного гормонаКофеинЯвляется мощным адреналиновым стимуляторомЛимонВитамин С – замедляет процессы окисления и распада мышцМясоБелковая структура, которая позволяет сместить баланс анаболизма по отношению к катаболизмуЯйцаБелковая структура, которая позволяет сместить баланс анаболизма по отношению к катаболизмуМолокоБелковая структура, которая позволяет сместить баланс анаболизма по отношению к катаболизмуТрибулусЯвляется прямым стимуляторов выработки андрогенного гормонаСложные углеводыПрекращает распад мышечных структур для получения энергииПолинасыщенные омега 9 кислотыЯвляются предвестниками холестеринаПродукты содержащие полезный холестеринХолестерин – позволяет значительно увеличить выработку анаболических гормонов, снизив уровень катаболизма практически до нуля

К сожалению, перехитрить организм и остановить катаболизм насовсем не получится. При полной остановке катаболизма, организм начинает вырабатывать раковые клетки (которые являются аномальными клетками, вырабатываемыми как супервосстановление иммунитета). Поэтому к этому не нужно стремиться. НЕ нужно стремиться и к замедлению катаболизма, так как это уменьшает и скорость анаболизма, что ведет к замедлению прогресса в спортивных дисциплинах. Достаточно просто, создавать положительный анаболический фон при максимально разогнанном обмене веществ. В этом случае, вопросы катаболизма не будут стоять.

Вывод: достижение результата – это не замедление катаболизма, а ускорение анаболизма.

Источник

Как и почему вы теряете мышцы. Катаболизм

Что такое катаболизм в биологии. Смотреть фото Что такое катаболизм в биологии. Смотреть картинку Что такое катаболизм в биологии. Картинка про Что такое катаболизм в биологии. Фото Что такое катаболизм в биологии

Мышцы. Их тяжело набрать и легко потерять. Дайте угадаю, вас сюда привело беспокойство о мышечной массе, набранной усердной работой. Возможно, вы собираетесь сушиться и боитесь сжечь мышцы, а не жир. В любом случае, вы пришли по адресу.

Меня зовут Владимир Павлов, я куратор школы фитнеса BodyLike. В этой статье я расскажу:

Что такое катаболизм

Катаболизм – это расщепление и окисление сложных органических молекул до более простых конечных продуктов. Оно сопровождается высвобождением энергии, заключенной в сложной структуре веществ. Большая часть высвобожденной энергии рассеивается в виде тепла.

Другими словами, это разрушение веществ на более простые.

Скорость разрушение веществ и вообще преобладание тех или иных катаболических процессов регулируется гормонами.

Например, глюкокортикоиды (подкласс стероидных гормонов, наиболее известный представитель – кортизол) повышают интенсивность катаболизма белков и аминокислот, одновременно тормозя катаболизм глюкозы.

Если залезть немного в дебри, то глюкокортикоиды провоцируют накопление глюкозы в виде гликогена в печени и мышечной ткани, уменьшая тем самым концентрацию глюкозы в крови и лимфе, что может косвенно приводить к гипогликемии.

А инсулин наоборот ускоряет катаболизм глюкозы и тормозит катаболизм белков, да-да, тех самых кирпичиков, из которых состоят ваши мышцы.

Также гормоны регулируют, чем ваш организм будет заниматься чаще анаболизмом или катаболизмом. Адреналин и глюкокортикоиды провоцируют клетки к катаболизму, а инсулин, соматотропин и тестостерон – голосуют за анаболизм.

Если вы хотите узнать больше о гормонах и о том, как они помогают снижать вес и набирать мышечную массу, приходите на наш бесплатный мастер-класс.

3 этапа катаболизма

Первый этап

Он происходит в кишечнике (переваривание пищи) при расщеплении уже ненужных или лишних молекул. При этом освобождается около 1% энергии, заключенной в молекуле. Она рассеивается в виде тепла.

Второй этап

Здесь вещества превращаются в:

Третий этап

Происходит в митохондриях. На внутренней мембране митохондрий в результате процесса под названием «окислительное фосфорилирование» образуется вода и главный продукт биологического окисления – АТФ.

А вот понятие АТФ должно быть вам знакомо.

Молекулы АТФ являются хранителями и переносчиками энергии. Почти все биохимические и биологические процессы происходят благодаря энергии, которую доставляет АТФ.

Когда вы немного знакомы с процессом катаболизма, вы понимаете, что это важный и неотъемлемый этап функционирования организма.

В ходе катаболизма происходит распад устарелых тканей и клеточных элементов, дальше продукты этого распада удаляются из организма.

Что такое катаболизм в биологии. Смотреть фото Что такое катаболизм в биологии. Смотреть картинку Что такое катаболизм в биологии. Картинка про Что такое катаболизм в биологии. Фото Что такое катаболизм в биологииВладимир Павлов, куратор школы BodyLike, на соревнованиях СЗФО по бодибилдингу

Мифы катаболизма

В ночное время мышцы разрушаются из-за катаболизма

Некоторые качки и фитоняшки встают ночью, чтобы поесть и предотвратить ночной катаболизм. На самом деле, в ночное время гормон роста находится на своём пике. А как я говорил раньше, соматотропин, т.е. гормон роста стимулирует анаболизм.

На сушке горят мышцы и теряется сила

Это может быть частично правда, но скорее всего дело вот в чём.

Самый простой и эффективный источник энергии для нашего организма – это глюкоза. Запасы этой энергии хранятся в ваших мышцах и печени.

На сушке в первую очередь урезаются углеводы, а значит и запасы гликогена. Вот вы тренируетесь, гликоген расходуется и исчезает из мышц, а вместе с ним и вода. Мышцы становятся менее объёмные, из-за этого появился миф, что они сгорают таким образом.

На самом деле, белковая структура мышц остается нетронутой и гореть мышцы начнут в самую последнюю очередь, потому что из белка очень сложно извлечь энергию.

Таким образом, чтобы сгорели мышцы, вам надо сесть на жесткую диету, которая будет вредить не только твоим мышцам, но и здоровью в целом. Не делайте так.

Как правильно худеть, мы рассказывали в одном из видео на канале. Смотрите и просвящайтесь.

Катаболизм на тренировке

Есть такое мнение, что тренироваться надо 40-45 минут и срочно бежать домой кушать. Иначе кортизол вызовет чудовищный катаболизм и мышцы рассыпятся прямо во время подхода в зале.

Вы можете, конечно, не бежать домой, а бахнуть порцию чудесных BCAA, организм получит дополнительную энергию и мышцы будут в безопасности. Это придумали маркетологи компаний по производству спортпита.

На канале уже было видео о том, как нас всех обманули с ВСАА.

Справедливости ради отмечу, разрушения мышц во время тренировки действительно возможны. Но здесь нужно говорить о циклических видах спорта – бегуны на длинные дистанции, марафонцы, триатлонисты.

Официальный сайт кроссфита Crossfit.com приводил данные исследований: сразу после соревнований по триатлону брали анализ крови его участников — всего в эксперименте задействовали около 20 спортсменов. Почти у всех в крови обнаружили повышенное содержание калия и миоглобина – белка, который связывает кислород в мышцах. Это говорит о частичном разрушении мышечных волокон. В большинстве случаев организм сам способен урегулировать эти процессы, но иногда они становятся необратимы.

В традиционном силовом тренинге нет риска потерять мышцы, потому что они успевают отдохнуть и восстановиться в паузах между подходами.

В организме здорового мужчины, не занимающегося спортом, за сутки обновляется до 100 г белковых структур.

Но есть и факторы, которые действительно влияют на излишние процессы катаболизма мышц. В отличии от мифов, о которых я говорил раньше, это подтверждено научно. Хотя процесс потери мышечной массы до конца не изучен.

Факторы, влияющие на разрушение мышц

Недосып

В рамках одного исследования шведские специалисты пригласили принять участие в лабораторном эксперименте 15 здоровых людей.

На одном сеансе им разрешалось спать стандартные восемь часов, а во время другого сеанса они не спали всю ночь. После каждой сессии специалисты делали биопсию ткани скелетной мускулатуры (скелетная мускулатура – это тип мышечной ткани, которая отвечает за движение).

К чему пришли авторы исследования? Выяснилось, что из-за одной бессонной ночи в скелетной мускулатуре запускается катаболизм. Он разрушает белки скелетных мышц, фактически ослабляя мускулатуру.

Недостаток калорий

Об этом я уже говорил выше. Если вы создате слишком большой дефицит калорий, организму не будет хватать энергии на регулярные действия: теплообмен или просто подышать. Понятно, из-за стресса он включит энергосберегающий режим, чтобы ограничить вашу активность. Плохое настроение, упадок сил, как минимум. Гормональные сбои в худшем случае.

При таком дефиците, организм начнёт сжигать всё подряд: поступающие калории, потом запасы жира. Дальше он беспощадно начнёт разрушать мышечную ткань ради выживания.

Стрессовые состояния и болезни

Здесь всему виной гормоны, которые выделяются при стрессовых ситуациях: кортизол, адреналин и т.д. В таком состоянии организму срочно нужно много энергии и под раздачу могут попасть мышцы.

Как избежать катаболизма

Питайтесь сбалансированно

Не нужно резко ограничивать калораж, а тем более БЖУ. Как в школе делаем мы: сначала рассчитываем калорийность поддержки ученика, то есть то количество калорий, когда он держит вес на одной отметке. А дальше постепенно увеличиваем дефицит калорий и замеряем результаты.

Высыпайтесь

Нужное количество часов сна для каждого человека индивидуально. Всем известная цифра 8 часов – это только ориентир. Кто-то высыпается за 6, а кто-то за 10 часов.

Соблюдайте разумный тренировочный объём

Хоть я и сказал, что кортизол, вырабатываемый во время тренировок, не разрушает мышцы, длительная перетренированность может сыграть против вас.

Если вывсё же боитесь за свои мышцы на тренировке – съешьте быстрых углеводов перед тренировкой. Так вы получите дополнительную энергию в виде гликогена, ещё и уровень инсулина повысите, который является антикатаболическим гормоном.

Принимайте белок дополнительно

Если вы не уверены в том, что получаете достаточное количество белковой пищи, необходимо ввести в рацион дополнительный белок. Белковосодержащие коктейли следует принимать примерно за час до тренировки и после, спустя 60 минут. Существует целый ряд белковых напитков, эффективность которых доказа именно в борьбе с катаболизмом. Но помните, что спортивное питание — это дополнение к обычной еде, а не её замена.

Мы записывали видео об усвоении белка. Посмотрите, если интересно то, как нас опять обманули производители спортпита.

Принимайте витамин

Он является жизненно важным элементов для укрепления иммунной системы и вносит значительный вклад в поддержание анаболического состояния. Потребляя продукты или напитки, содержащие витамин С (например, апельсиновый сок) перед тренировкой, вы с точностью до 80% снижаете риск развития катаболического состояния.

Надеюсь, что мои советы были вам полезны. Приходите на наши бесплатные мастер-классы, чтобы узнать о фитнесе и правильном питании ещё больше.

Источник

КАТАБОЛИЗМ

Смотреть что такое «КАТАБОЛИЗМ» в других словарях:

КАТАБОЛИЗМ — (от греч. katabole низвержение, разрушение), термин для обозначения процессов распада веществ в организме вообще, т.е. процессов диссимиляции (см.), и в этом смысле противополагаемый анаболизму (см.). Т. о. анаболизм и К. в совокупности обнимают… … Большая медицинская энциклопедия

КАТАБОЛИЗМ — (от греч. katabole сбрасывание разрушение) (диссимиляция), совокупность протекающих в живом организме ферментативных реакций расщепления сложных органических веществ (в т. ч. пищевых). В процессе катаболизма происходит освобождение энергии,… … Большой Энциклопедический словарь

КАТАБОЛИЗМ — КАТАБОЛИЗМ, см. МЕТАБОЛИЗМ … Научно-технический энциклопедический словарь

катаболизм — ДИССИМИЛЯЦИЯ – совокупность реакций метаболизма, приводящих к расщеплению сложных органических веществ. Сопровождается синтезом АТФ (по этой причине под К. понимают обычно энергетический обмен клетки), низкомолекулярных соединений,… … Словарь микробиологии

катаболизм — сущ., кол во синонимов: 1 • диссимиляция (3) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 … Словарь синонимов

катаболизм — катаболизм. См. диссимиляция. (Источник: «Англо русский толковый словарь генетических терминов». Арефьев В.А., Лисовенко Л.А., Москва: Изд во ВНИРО, 1995 г.) … Молекулярная биология и генетика. Толковый словарь.

КАТАБОЛИЗМ — см. Диссимиляция. Экологический энциклопедический словарь. Кишинев: Главная редакция Молдавской советской энциклопедии. И.И. Дедю. 1989 … Экологический словарь

катаболизм — а, м. catabolisme m. <гр. katabole сбрасывание вниз. биол. Вид метаболизма: совокупность реакций обмена веществ в организме, соответствующее диссимиляции и направленных на распад органических веществ составных частей клеток и тканей: противоп … Исторический словарь галлицизмов русского языка

катаболизм — – совокупность реакций, направленных на распад сложных молекул, как поступивших с пищей, так и уже входящих в состав клеток организма, до более простых веществ (конечных продуктов обмена) … Краткий словарь биохимических терминов

Источник

Что такое катаболизм в биологии

Что такое катаболизм в биологии. Смотреть фото Что такое катаболизм в биологии. Смотреть картинку Что такое катаболизм в биологии. Картинка про Что такое катаболизм в биологии. Фото Что такое катаболизм в биологии

Видео YouTube

Что такое катаболизм в биологии. Смотреть фото Что такое катаболизм в биологии. Смотреть картинку Что такое катаболизм в биологии. Картинка про Что такое катаболизм в биологии. Фото Что такое катаболизм в биологии

СТАДИИ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ОБМЕНА

Энергетический обмен (катаболизм, диссимиляция) — это процессы расщепления ве­ ществ с высвобождением энергии. Высвобожденная энергия преобразуется в энергию АТФ. Наиболее важными процессами энергетического обмена являются дыхание и брожение.

Что такое катаболизм в биологии. Смотреть фото Что такое катаболизм в биологии. Смотреть картинку Что такое катаболизм в биологии. Картинка про Что такое катаболизм в биологии. Фото Что такое катаболизм в биологии

Энер­ге­ти­че­ский обмен – это со­во­куп­ность хи­ми­че­ских ре­ак­ций по­сте­пен­но­го рас­па­да ор­га­ни­че­ских со­еди­не­ний, со­про­вож­да­ю­щих­ся вы­сво­бож­де­ни­ем энер­гии, часть ко­то­рой рас­хо­ду­ет­ся на син­тез АТФ. Син­те­зи­ро­ван­ная АТФ ста­но­вит­ся уни­вер­саль­ным ис­точ­ни­ком энер­гии для жиз­не­де­я­тель­но­сти ор­га­низ­мов. Она об­ра­зу­ет­ся в ре­зуль­та­те ре­ак­ции фос­фо­ри­ли­ро­ва­ния – при­со­еди­не­ния остат­ков фос­фор­ной кис­ло­ты к мо­ле­ку­ле АДФ. На эту ре­ак­цию рас­хо­ду­ет­ся энер­гия, ко­то­рая затем на­кап­ли­ва­ет­ся в мак­ро­эр­ги­че­ских свя­зях мо­ле­ку­лы АТФ, при рас­па­де мо­ле­ку­лы АТФ или при ее гид­ро­ли­зе до АДФ клет­ка по­лу­ча­ет около 40 кДж энер­гии.

АТФ – по­сто­ян­ный ис­точ­ник энер­гии для клет­ки, она мо­биль­но может до­став­лять хи­ми­че­скую энер­гию в любую часть клет­ки. Когда клет­ке необ­хо­ди­ма энер­гия – до­ста­точ­но гид­ро­ли­зо­вать мо­ле­ку­лу АТФ. Энер­гия вы­де­ля­ет­ся в ре­зуль­та­те ре­ак­ции дис­си­ми­ля­ции (рас­щеп­ле­ния ор­га­ни­че­ских ве­ществ), в за­ви­си­мо­сти от спе­ци­фи­ки ор­га­низ­ма и усло­вий его оби­та­ния энер­ге­ти­че­ский обмен про­хо­дит в два или три этапа. Боль­шин­ство живых ор­га­низ­мов от­но­сят­ся к аэро­бам, ис­поль­зу­ю­щим для об­ме­на ве­ществ кис­ло­род, ко­то­рый по­сту­па­ет из окру­жа­ю­щей среды. Для аэро­бов энер­ге­ти­че­ский обмен про­хо­дит в три этапа:

В ор­га­низ­мах, ко­то­рые оби­та­ют в бес­кис­ло­род­ной среде и не нуж­да­ют­ся в кис­ло­ро­де для энер­ге­ти­че­ско­го об­ме­на – анаэ­ро­бах и аэро­бах, при недо­стат­ке кис­ло­ро­да про­хо­дят энер­ге­ти­че­ский обмен в два этапа:

Ко­ли­че­ство энер­гии, ко­то­рое вы­де­ля­ет­ся при двух­этап­ном ва­ри­ан­те на­мно­го мень­ше, чем в трех­этап­ном.

ЭТАПЫ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ОБМЕНА

Под­го­то­ви­тель­ный этап – во время него круп­ные пи­ще­вые по­ли­мер­ные мо­ле­ку­лы рас­па­да­ют­ся на более мел­кие фраг­мен­ты. В же­лу­доч­но-ки­шеч­ном трак­те мно­го­кле­точ­ных ор­га­низ­мов он осу­ществ­ля­ет­ся пи­ще­ва­ри­тель­ны­ми фер­мен­та­ми, у од­но­кле­точ­ных – фер­мен­та­ми ли­зо­сом. По­ли­са­ха­ри­ды рас­па­да­ют­ся на ди- и мо­но­са­ха­ри­ды, белки – до ами­но­кис­лот, жиры – до гли­це­ри­на и жир­ных кис­лот. В ходе этих пре­вра­ще­ний энер­гии вы­де­ля­ет­ся мало, она рас­се­и­ва­ет­ся в виде тепла, и АТФ не об­ра­зу­ет­ся. Об­ра­зу­ю­щи­е­ся в ходе под­го­то­ви­тель­но­го этапа со­еди­не­ния-мо­но­ме­ры могут участ­во­вать в ре­ак­ци­ях пла­сти­че­ско­го об­ме­на (в даль­ней­шем из них син­те­зи­ру­ют­ся ве­ще­ства, необ­хо­ди­мые для клет­ки) или под­вер­гать­ся даль­ней­ше­му рас­щеп­ле­нию с целью по­лу­че­ния энер­гии.

Боль­шин­ство кле­ток в первую оче­редь ис­поль­зу­ют уг­ле­во­ды, жиры оста­ют­ся в пер­вом ре­зер­ве и ис­поль­зу­ют­ся по окон­ча­ния за­па­са уг­ле­во­дов. Хотя есть и ис­клю­че­ния: в клет­ках ске­лет­ных мышц при на­ли­чии жир­ных кис­лот и глю­ко­зы пред­по­чте­ние от­да­ет­ся жир­ным кис­ло­там. Белки рас­хо­ду­ют­ся в по­след­нюю оче­редь, когда запас уг­ле­во­дов и жиров будет ис­чер­пан – при дли­тель­ном го­ло­да­нии.

Бес­кис­ло­род­ный этап (гли­ко­лиз) – про­ис­хо­дит в ци­то­плаз­ме кле­ток. Глав­ным ис­точ­ни­ком энер­гии в клет­ке яв­ля­ет­ся глю­ко­за. Ее бес­кис­ло­род­ное рас­щеп­ле­ние на­зы­ва­ют анаэ­роб­ным гли­ко­ли­зом. Он со­сто­ит из ряда по­сле­до­ва­тель­ных ре­ак­ций по пре­вра­ще­нию глю­ко­зы в лак­тат. Его при­сут­ствие в мыш­цах хо­ро­шо из­вест­но устав­шим спортс­ме­нам. Этот этап за­клю­ча­ет­ся в фер­мен­та­тив­ном рас­щеп­ле­нии ор­га­ни­че­ских ве­ществ, по­лу­чен­ных в ходе пер­во­го этапа. Так как глю­ко­за яв­ля­ет­ся наи­бо­лее до­ступ­ным суб­стра­том для клет­ки как про­дукт рас­щеп­ле­ния по­ли­са­ха­ри­дов, то вто­рой этап можно рас­смот­реть на при­ме­ре ее бес­кис­ло­род­но­го рас­щеп­ле­ния – гли­ко­ли­за (Рис. 1).

Что такое катаболизм в биологии. Смотреть фото Что такое катаболизм в биологии. Смотреть картинку Что такое катаболизм в биологии. Картинка про Что такое катаболизм в биологии. Фото Что такое катаболизм в биологии

Рис. 1. Бес­кис­ло­род­ный этап

Гли­ко­лиз – мно­го­сту­пен­ча­тый про­цесс бес­кис­ло­род­но­го рас­щеп­ле­ния мо­ле­ку­лы глю­ко­зы, со­дер­жа­щей шесть ато­мов уг­ле­ро­да, до двух мо­ле­кул пи­ро­ви­но­град­ной кис­ло­ты (пи­ру­ват). Ре­ак­ция гли­ко­ли­за ка­та­ли­зи­ру­ет­ся мно­ги­ми фер­мен­та­ми и про­те­ка­ет в ци­то­плаз­ме клет­ки. В ходе гли­ко­ли­за при рас­щеп­ле­нии од­но­го моля глю­ко­зы вы­де­ля­ет­ся около 200 кДж энер­гии, 60 % ее рас­се­и­ва­ет­ся в виде тепла, 40 % – для син­те­зи­ро­ва­ния двух мо­ле­кул АТФ из двух мо­ле­кул АДФ. При на­ли­чии кис­ло­ро­да в среде пи­ро­ви­но­град­ная кис­ло­та из ци­то­плаз­мы пе­ре­хо­дит в ми­то­хон­дрии и участ­ву­ет в тре­тьем этапе энер­ге­ти­че­ско­го об­ме­на. Если кис­ло­ро­да в клет­ке нет, то пи­ро­ви­но­град­ная кис­ло­та пре­об­ра­зу­ет­ся в жи­вот­ных клет­ках или пре­вра­ща­ет­ся в мо­лоч­ную кис­ло­ту.

В мик­ро­ор­га­низ­мах, ко­то­рые су­ще­ству­ют без до­сту­па кис­ло­ро­да – по­лу­ча­ют энер­гию в про­цес­се бро­же­ния, на­чаль­ный этап ана­ло­ги­чен гли­ко­ли­зу: рас­пад глю­ко­зы до двух мо­ле­кул пи­ро­ви­но­град­ной кис­ло­ты, и далее она за­ви­сит от фер­мен­тов, ко­то­рые на­хо­дят­ся в клет­ке – пи­ро­ви­но­град­ная кис­ло­та может пре­об­ра­зо­вы­вать­ся в спирт, ук­сус­ную кис­ло­ту, про­пи­о­но­вую и мо­лоч­ную кис­ло­ту. В от­ли­чие от того, что про­ис­хо­дит в жи­вот­ных тка­нях, у мик­ро­ор­га­низ­мов этот про­цесс носит на­зва­ние мо­лоч­но­кис­ло­го бро­же­ния. Все про­дук­ты бро­же­ния ши­ро­ко ис­поль­зу­ют­ся в прак­ти­че­ской де­я­тель­но­сти че­ло­ве­ка: это вино, квас, пиво, спирт, кис­ло­мо­лоч­ные про­дук­ты. При бро­же­нии, так же как и при гли­ко­ли­зе, вы­де­ля­ет­ся всего две мо­ле­ку­лы АТФ.

Кис­ло­род­ный этап стал воз­мо­жен после на­коп­ле­ния в ат­мо­сфе­ре до­ста­точ­но­го ко­ли­че­ства мо­ле­ку­ляр­но­го кис­ло­ро­да, он про­ис­хо­дит в ми­то­хон­дри­ях кле­ток. Он очень сло­жен по срав­не­нию с гли­ко­ли­зом, это про­цесс мно­го­ста­дий­ный и идет при уча­стии боль­шо­го ко­ли­че­ства фер­мен­тов. В ре­зуль­та­те тре­тье­го этапа энер­ге­ти­че­ско­го об­ме­на из двух мо­ле­кул пи­ро­ви­но­град­ной кис­ло­ты фор­ми­ру­ет­ся уг­ле­кис­лый газ, вода и 36 мо­ле­кул АТФ (Рис. 2).

Что такое катаболизм в биологии. Смотреть фото Что такое катаболизм в биологии. Смотреть картинку Что такое катаболизм в биологии. Картинка про Что такое катаболизм в биологии. Фото Что такое катаболизм в биологии

Две мо­ле­ку­лы АТФ за­па­са­ют­ся в ходе бес­кис­ло­род­но­го рас­щеп­ле­ния мо­ле­ку­ла­ми глю­ко­зы, по­это­му сум­мар­ный энер­ге­ти­че­ский обмен в клет­ке в слу­чае рас­па­да глю­ко­зы можно пред­ста­вить как:

С 6 Н 12 О 6 + 6О 2 + 38АДФ + 38Н 3 РО 4 = 6СО 2 + 44Н 2 О + 38АТФ

В ре­зуль­та­те окис­ле­ния одной мо­ле­ку­лы глю­ко­зы ше­стью мо­ле­ку­ла­ми кис­ло­ро­да об­ра­зу­ет­ся шесть мо­ле­кул уг­ле­кис­ло­го газа и вы­де­ля­ет­ся трид­цать во­семь мо­ле­кул АТФ.

Мы видим, что в трех­этап­ном ва­ри­ан­те энер­ге­ти­че­ско­го об­ме­на вы­де­ля­ет­ся го­раз­до боль­ше энер­гии, чем в двух­этап­ном ва­ри­ан­те – 38 мо­ле­кул АТФ про­тив 2.

Что такое катаболизм в биологии. Смотреть фото Что такое катаболизм в биологии. Смотреть картинку Что такое катаболизм в биологии. Картинка про Что такое катаболизм в биологии. Фото Что такое катаболизм в биологии

Что такое катаболизм в биологии. Смотреть фото Что такое катаболизм в биологии. Смотреть картинку Что такое катаболизм в биологии. Картинка про Что такое катаболизм в биологии. Фото Что такое катаболизм в биологии

Что такое катаболизм в биологии. Смотреть фото Что такое катаболизм в биологии. Смотреть картинку Что такое катаболизм в биологии. Картинка про Что такое катаболизм в биологии. Фото Что такое катаболизм в биологии

В отсутствие кислорода или при его недостатке про­ исходит брожение. Брожение является эволюционно бо­ лее ранним способом получения энергии, чем дыхание, однако оно энергетически менее выгодно, поскольку ко­ нечными продуктами брожения являются органические вещества, богатые энергией. Существует несколько видов брожения, названия которых определяются конечными продуктами: молочнокислое, спиртовое, уксуснокислое и др. Так, в скелетных мышцах в отсутствие кислорода протекает молочнокислое брожение, в ходе которого пировиноградная кислота восстанавли­ вается до молочной кислоты. При этом восстановленные ранее коферменты НАДН расходу­ ются на восстановление пирувата:

Что такое катаболизм в биологии. Смотреть фото Что такое катаболизм в биологии. Смотреть картинку Что такое катаболизм в биологии. Картинка про Что такое катаболизм в биологии. Фото Что такое катаболизм в биологии

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *