Обмен веществ это тоже что и – Признаки повышенного и замедленного метаболизма, список продуктов,ускоряющих обмен веществ

Обмен веществ — Википедия

Метаболи́зм или обме́н веще́ств — набор химических реакций, которые возникают в живом организме для поддержания жизни. Эти процессы позволяют организмам расти и размножаться, сохранять свои структуры и отвечать на воздействия окружающей среды.

Метаболизм обычно делят на 2 стадии: катаболизм и анаболизм. В ходе катаболизма сложные органические вещества деградируют до более простых, обычно выделяя энергию. А в процессах анаболизма — из более простых синтезируются более сложные вещества и это сопровождается затратами энергии.

Серии химических реакций обмена веществ называют метаболическими путями. В них, при участии ферментов, одни биологически значимые молекулы последовательно превращаются в другие.

Ферменты играют важную роль в метаболических процессах потому, что:

• действуют как биологические катализаторы и снижают энергию активации химической реакции;
• позволяют регулировать метаболические пути в ответ на изменения среды клетки или сигналы от других клеток.

Особенности метаболизма влияют на то, будет ли пригодна определённая молекула для использования организмом в качестве источника энергии. Так, например, некоторые прокариоты используют сероводород в качестве источника энергии, однако этот газ ядовит для животных^[1]. Скорость обмена веществ также влияет на количество пищи, необходимой для организма.

Основные метаболические пути и их компоненты одинаковы для многих видов, что свидетельствует о единстве происхождения всех живых существ^[2]. Например, некоторые карбоновые кислоты, являющиеся интермедиатами цикла трикарбоновых кислот, присутствуют во всех организмах, начиная от бактерий и заканчивая многоклеточными организмами эукариот

[3]. Сходства в обмене веществ, вероятно, связаны с высокой эффективностью метаболических путей, а также с их ранним появлением в истории эволюции^[4][5].

Органические вещества, входящие в состав всех живых существ (животных, растений, грибов и микроорганизмов), представлены в основном аминокислотами, углеводами, липидами (часто называемые жирами) и нуклеиновыми кислотами. Так как эти молекулы имеют важное значение для жизни, метаболические реакции сосредоточены на создании этих молекул при строительстве клеток и тканей или разрушении их с целью использования в качестве источника энергии. Многие важные биохимические реакции объединяются вместе для синтеза ДНК и белков.

Аминокислоты и белки[править | править код]

Белки являются биополимерами и состоят из остатков аминокислот, соединённых пептидными связями. Некоторые белки являются ферментами и катализируют химические реакции. Другие белки выполняют структурную или механическую функцию (например, образуют цитоскелет).^[6] Белки также играют важную роль в передаче сигнала в клетках, иммунных реакциях, агрегации клеток, активном транспорте через мембраны и регуляции клеточного цикла.

[7]

Липиды[править | править код]

Липиды входят в состав биологических мембран, например, плазматических мембран, являются компонентами коферментов и источниками энергии.^[7] Липиды являются гидрофобными или амфифильными биологическими молекулами, растворимыми в органических растворителях таких, как бензол или хлороформ.^[8]Жиры — большая группа соединений, в состав которых входят жирные кислоты и глицерин. Молекула трёхатомного спирта глицерина, образующая три сложные эфирные связи с тремя молекулами жирных кислот, называется триглицеридом.^[9] Наряду с остатками жирных кислот, в состав сложных липидов может входить, например, сфингозин (сфинголипиды), гидрофильные группы фосфатов (в фосфолипидах). Стероиды, например холестерол, представляют собой ещё один большой класс липидов.

[10]

Углеводы[править | править код]

Сахара могут существовать в кольцевой или линейной форме в виде альдегидов или кетонов, имеют несколько гидроксильных групп. Углеводы являются наиболее распространёнными биологическими молекулами. Углеводы выполняют следующие функции: хранение и транспортировка энергии (крахмал, гликоген), структурная (целлюлоза растений, хитин у грибов и животных).^[7] Наиболее распространёнными мономерами сахаров являются гексозы — глюкоза, фруктоза и галактоза. Моносахариды входят в состав более сложных линейных или разветвлённых полисахаридов.

[11]

Нуклеотиды[править | править код]

Полимерные молекулы ДНК и РНК представляют собой длинные неразветвлённые цепочки нуклеотидов. Нуклеиновые кислоты выполняют функцию хранения и реализации генетической информации, которые осуществляются в ходе процессов репликации, транскрипции, трансляции, и биосинтеза белка.^[7] Информация, закодированная в нуклеиновых кислотах, защищается от изменений системами репарации и мультиплицируется при помощи репликации ДНК.

Некоторые вирусы имеют РНК-содержащий геном. Например, вирус иммунодефицита человека использует обратную транскрипцию для создания матрицы ДНК из собственного РНК-содержащего генома.^[12] Некоторые молекулы РНК обладают каталитическими свойствами (рибозимы) и входят в состав сплайсосом и рибосом.

Нуклеозиды — продукты присоединения азотистых оснований к сахару рибозе. Примерами азотистых оснований являются гетероциклические азотсодержащие соединения — производные пуринов и пиримидинов. Некоторые нуклеотиды также выступают в качестве коферментов в реакциях переноса функциональных групп.^[13]

Коферменты[править | править код]

Метаболизм включает широкий спектр химических реакций, большинство из которых относятся к нескольким основным типам реакций переноса функциональных групп.^[14] Для переноса функциональных групп между ферментами, катализирующими химические реакции, используются коферменты.

[13] Каждый класс химических реакций переноса функциональных групп катализируется отдельными ферментами и их кофакторами.^[15]

Аденозинтрифосфат (АТФ) — один из центральных коферментов, универсальный источник энергии клеток. Этот нуклеотид используется для передачи химической энергии, запасённой в макроэргических связях, между различными химическими реакциями. В клетках существует небольшое количество АТФ, который постоянно регенерируется из AДФ и AМФ. Организм человека за сутки расходует массу АТФ, равную массе собственного тела.^[15] АТФ выступает в качестве связующего звена между катаболизмом и анаболизмом: при катаболических реакциях образуется АТФ, при анаболических — энергия потребляется. АТФ также выступает донором фосфатной группы в реакциях фосфорилирования.

Витамины — низкомолекулярные органические вещества, необходимые в небольших количествах, причём, например, у человека большинство витаминов не синтезируется, а получается с пищей или через микрофлору ЖКТ. В организме человека большинство витаминов являются кофакторами ферментов. Большинство витаминов приобретают биологическую активность в изменённом виде, например, все водорастворимые витамины в клетках фосфорилируются или соединяются с нуклеотидами.^[16]Никотинамидадениндинуклеотид (NADH) является производным витамина B

3 (ниацина), и представляет собой важный кофермент — акцептора водорода. Сотни различных ферментов дегидрогеназ отнимают электроны из молекул субстратов и переносят их на молекулы NAD⁺, восстанавливая его до NADH. Окисленная форма кофермента является субстратом для различных редуктаз в клетке.^[17] NAD в клетке существует в двух связанных формах NADH и NADPH. NAD⁺/NADH больше важен для протекания катаболических реакций, а NADP⁺/NADPH чаще используется в анаболических реакциях.

Структура гемоглобина. Белковые субъединицы окрашены красным и синим, а железосодержащий гем — зелёным. Из PDB 1GZX

Неорганические вещества и кофакторы[править | править код]

Неорганические элементы играют важнейшую роль в обмене веществ. Около 99 % массы млекопитающего состоит из углерода, азота, кальция, натрия, магния, хлора, калия, водорода, фосфора, кислорода и серы.^[18] Биологически значимые органические соединения (белки, жиры, углеводы и нуклеиновые кислоты) содержат большое количество углерода, водорода, кислорода, азота и фосфора.^[18]

Многие неорганические соединения являются ионными электролитами. Наиболее важны для организма ионы натрия, калия, кальция, магния, хлоридов, фосфатов и гидрокарбонатов. Баланс этих ионов внутри клетки и во внеклеточной среде определяет осмотическое давление и pH.

[19] Концентрации ионов также играют важную роль для функционирования нервных и мышечных клеток. Потенциал действия в возбудимых тканях возникает при обмене ионами между внеклеточной жидкостью и цитоплазмой.^[20] Электролиты входят и выходят из клетки через ионные каналы в плазматической мембране. Например, в ходе мышечного сокращения в плазматической мембране, цитоплазме и Т-трубочках перемещаются ионы кальция, натрия и калия.^[21]

Переходные металлы в организме являются микроэлементами, наиболее распространены цинк и железо.^[22][23] Эти металлы используются некоторыми белками (например, ферментами в качестве кофакторов) и имеют важное значение для регуляции активности ферментов и транспортных белков.

[24] Кофакторы ферментов обычно прочно связаны со специфическим белком, однако могут модифицироваться в процессе катализа, при этом после окончания катализа всегда возвращаются к своему первоначальному состоянию (не расходуются). Металлы-микроэлементы усваиваются организмом при помощи специальных транспортных белков и не встречаются в организме в свободном состоянии, так как связаны со специфическими белками-переносчиками (например, ферритином или металлотионеинами).^[25][26]

Классификация организмов по типу метаболизма[править | править код]

Все живые организмы можно разделить на восемь основных групп в зависимости от используемого: источника энергии, источника углерода и донора электронов (окисляемого субстрата)^[27].

1. В качестве источника энергии живые организмы могут использовать: энергию света (фото-) или энергию химических связей (хемо-). Дополнительно для описания паразитических организмов использующих энергетические ресурсы хозяйской клетки применяют термин паратроф.
2. В качестве донора электронов (восстановителя) живые организмы могут использовать: неорганические вещества (лито-) или органические вещества (органо-).
3. В качестве источника углерода живые организмы используют: углекислый газ (авто-) или органические вещества (гетеро-). Иногда термины авто- и гетеротроф используют в отношении других элементов, которые входят в состав биологических молекул в восстановленной форме (например азота, серы). В таком случае «автотрофными по азоту» организмами являются виды, использующие в качестве источника азота окисленные неорганические соединения (например, растения; могут осуществлять восстановление нитратов). А «гетеротрофными по азоту» являются организмы не способные осуществлять восстановление окисленных форм азота и использующие в качестве его источника органические соединения (например, животные, для которых источником азота служат аминокислоты).

Название типа метаболизма формируется путём сложения соответствующих корней и добавлением в конце корня -троф-. В таблице представлены возможные типы метаболизма с примерами^[28]:

Источник энергии	Донор электронов	Источник углерода	Тип метаболизма	Примеры
Солнечный свет Фото-	Органические вещества -органо-	Органические вещества -гетеротроф	Фотоорганогетеротрофы	Пурпурные несерные бактерии, Галобактерии, Некоторые цианобактерии.
		Углекислый газ -автотроф	Фотоорганоавтотрофы	Редкий тип метаболизма, связанный с окислением неусваиваемых веществ. Характерен для некоторых пурпурных бактерий.
	Неорганические вещества -лито-*	Органические вещества -гетеротроф	Фотолитогетеротрофы	Некоторые цианобактерии, пурпурные и зелёные бактерии, также гелиобактерии.
		Углекислый газ -автотроф	Фотолитоавтотрофы	Высшие растения, Водоросли, Цианобактерии, Пурпурные серные бактерии, Зелёные бактерии.
Энергия химических связей Хемо-	Органические вещества -органо-	Органические вещества -гетеротроф	Хемоорганогетеротрофы	Животные, Грибы, Большинство микроорганизмов редуцентов.
		Углекислый газ -автотроф	Хемоорганоавтотрофы	Окисление трудноусваиваемых веществ, например факультативные метилотрофы, окисляющие муравьиную кислоту.
	Неорганические вещества -лито-*	Органические вещества -гетеротроф	Хемолитогетеротрофы	Метанобразующие археи, Водородные бактерии.
		Углекислый газ -автотроф	Хемолитоавтотрофы	Железобактерии, Водородные бактерии, Нитрифицирующие бактерии, Серобактерии.

• Некоторые авторы используют -гидро- когда в качестве донора электронов выступает вода.

Классификация была разработана группой авторов (А. Львов, К. ван Ниль, F. J. Ryan, Э. Тейтем) и утверждена на 11-м симпозиуме в лаборатории Колд-Спринг-Харбор и изначально служила для описания типов питания микроорганизмов. Однако в настоящее время применяется и для описания метаболизма других организмов^[29].

Из таблицы очевидно, что метаболические возможности прокариот значительно разнообразнее по сравнению с эукариотами, которые характеризуются фотолитоавтотрофным и хемоорганогетеротрофным типом метаболизма.

Следует отметить, что некоторые виды микроорганизмов могут в зависимости от условий среды (освещение, доступность органических веществ и т. д.) и физиологического состояния осуществлять метаболизм разного типа. Такое сочетание нескольких типов метаболизма описывается как миксотрофия.

При применении данной классификации к многоклеточным организмам, важно понимать, что в рамках одного организма могут быть клетки отличающиеся типом обмена веществ. Так клетки надземных, фотосинтезирующих органов многоклеточных растений характеризуются фотолитоавтотрофным типом метаболизма, в то время как клетки подземных органов описываются как хемоорганогетеротрфные. Также как и в случае с микроорганизмами при изменении условий среды, стадии развития и физиологического состояния тип метаболизма клеток многоклеточного организма может изменяться. Так например, в темноте и на стадии прорастания семени, клетки высших растений осуществляют метаболизм хемоорганогетеротрофного типа.

Катаболизмом называют метаболические процессы, при которых расщепляются относительно крупные органические молекулы сахаров, жиров, аминокислот. В ходе катаболизма образуются более простые органические молекулы, необходимые для реакций анаболизма (биосинтеза). Часто, именно в ходе реакций катаболизма организм мобилизует энергию, переводя энергию химических связей органических молекул, полученных в процессе переваривания пищи, в доступные формы: в виде АТФ, восстановленных коферментов и трансмембранного электрохимического потенциала. Термин катаболизм не является синонимом «энергетического обмена»: у многих организмов (например, у фототрофов) основные процессы запасания энергии не связаны напрямую с расщеплением органических молекул. Классификация организмов по типу метаболизма может быть основана на источнике получения энергии, что отражено в предыдущем разделе. Энергию химических связей используют хемотрофы, а фототрофы потребляют энергию солнечного света. Однако, все эти различные формы обмена веществ зависят от окислительно-восстановительных реакций, которые связаны с передачей электронов от восстановленных доноров молекул, таких как органические молекулы, вода, аммиак, сероводород, на акцепторные молекулы, такие как кислород, нитраты или сульфат.^[30] У животных эти реакции сопряжены с расщеплением сложных органических молекул до более простых, таких как двуокись углерода и воду. В фотосинтезирующих организмах — растениях и цианобактериях — реакции переноса электрона не высвобождают энергию, но они используются как способ запасания энергии, поглощаемой из солнечного света.^[31]

Катаболизм у животных может быть разделён на три основных этапа. Во-первых, крупные органические молекулы, такие как белки, полисахариды и липиды расщепляются до более мелких компонентов вне клеток. Далее эти небольшие молекулы попадают в клетки и превращается в ещё более мелкие молекулы, например, ацетил-КоА. В свою очередь, ацетильная группа кофермента А окисляется до воды и углекислого газа в цикле Кребса и дыхательной цепи, высвобождая при этом энергию, которая запасается в форме АТР.

Пищеварение[править | править код]

Такие макромолекулы, как крахмал, целлюлоза или белки, должны расщепляться до более мелких единиц прежде, чем они могут быть использованы клетками. Несколько классов ферментов принимают участие в деградации: протеазы, которые расщепляют белки до пептидов и аминокислот, гликозидазы, которые расщепляют полисахариды до олиго- и моносахаридов.

Микроорганизмы выделяют гидролитические ферменты в пространство вокруг себя,^[32][33] чем отличаются от животных, которые выделяют такие ферменты только из специализированных железистых клеток.^[34] Аминокислоты и моносахариды, образующиеся в результате активности внеклеточных ферментов, затем поступают в клетки с помощью активного транспорта.^[35][36]

Получение энергии[править | править код]

В ходе катаболизма углеводов сложные сахара расщепляются до моносахаридов, которые усваиваются клетками.^[37] Попав внутрь, сахара (например, глюкоза и фруктоза) в процессе гликолиза превращаются в пируват, при этом вырабатывается некоторое количество АТФ.^[38] Пировиноградная кислота (пируват) является промежуточным продуктом в нескольких метаболических путях. Основной путь метаболизма пирувата — превращаение в ацетил-КоА и далее поступление в цикл трикарбоновых кислот. При этом в цикле Кребса в форме АТР запасается часть энергии, а также восстанавливаются молекулы NADH и FAD. В процессе гликолиза и цикла трикарбоновых кислот образуется диоксид углерода, который является побочным продуктом жизнедеятельности. В анаэробных условиях в результате гликолиза из пирувата при участии фермента лактатдегидрогеназы образуется лактат, и происходит окисление NADH до NAD⁺, который повторно используется в реакциях гликолиза. Существует также альтернативный путь метаболизма моносахаридов — пентозофосфатный путь, в ходе реакций которого энергия запасается в форме восстановленного кофермента NADPH и образуются пентозы, например, рибоза, необходимая для синтеза нуклеиновых кислот.

Жиры на первом этапе катаболизма гидролизуются в свободные жирные кислоты и глицерин. Жирные кислоты расщепляются в процессе бета-окисления с образованием ацетил-КоА, который в свою очередь далее катаболизируется в цикле Кребса, либо идёт на синтез новых жирных кислот. Жирные кислоты выделяют больше энергии, чем углеводы, так как жиры содержат удельно больше атомов водорода в своей структуре.

Аминокислоты либо используются для синтеза белков и других биомолекул, либо окисляются до мочевины, диоксида углерода и служат источником энергии.^[39] Окислительный путь катаболизма аминокислот начинается с удаления аминогруппы ферментами трансаминазами. Аминогруппы утилизируются в цикле мочевины; аминокислоты, лишённые аминогрупп называют кетокислотами. Некоторые кетокислоты — промежуточные продукты цикла Кребса. Например, при дезаминировании глутамата образуется альфа-кетоглутаровая кислота.^[40] Гликогенные аминокислоты также могут быть преобразованы в глюкозу в реакциях глюконеогенеза.^[41]

Окислительное фосфорилирование[править | править код]

При окислительном фосфорилировании электроны, удалённые из пищевых молекул в метаболических путях (например, в цикле Кребса), переносятся на кислород, а выделяющаяся энергия используется для синтеза АТФ. У эукариот данный процесс осуществляется при участии ряда белков, закреплённых в мембранах митохондрий, называемые дыхательной цепью переноса электронов. У прокариот эти белки присутствуют во внутренней мембране клеточной стенки.^[42] Белки цепи переноса электронов используют энергию, полученную при передаче электронов от восстановленных молекул (например NADH) на кислород, для перекачки протонов через мембрану.^[43]

При перекачке протонов создаётся разница концентраций ионов водорода и возникает электрохимический градиент.^[44] Эта сила возвращает протоны обратно в митохондрии через основание АТФ-синтазы. Поток протонов заставляет вращаться кольцо из c-субъединиц фермента, в результате чего активный центр синтазы изменяет форму и фосфорилирует аденозиндифосфат, превращая его в АТФ.^[15]

Энергия из неорганических соединений[править | править код]

Хемолитотрофами называют прокариот, имеющих особый тип обмена веществ, при котором энергия образуется в результате окисления неорганических соединений. Хемолитотрофы могут окислять молекулярный водород,^[45] соединения серы (например, сульфиды, сероводород и неорганические тиосульфаты),^[1]оксид железа(II)^[46] или аммиак.^[47] При этом энергия от окисления этих соединений образуется с помощью акцепторов электронов, таких как кислород или нитриты.^[48] Процессы получения энергии из неорганических веществ играют важную роль в таких биогеохимических циклах, как ацетогенез, нитрификация и денитрификация.^[49][50]

Энергия из солнечного света[править | править код]

Энергия солнечного света поглощается растениями, цианобактериями, пурпурными бактериями, зелёными серными бактериями и некоторыми простейшими. Этот процесс часто сочетается с превращением диоксида углерода в органические соединения, как часть процесса фотосинтеза (см. ниже). Системы захвата энергии и фиксации углерода у некоторых прокариот могут работать раздельно (например, у пурпурных и зелёных серных бактерий).^[51][52]

У многих организмов поглощение солнечной энергии в принципе аналогично окислительному фосфорилированию, так как при этом энергия запасается в форме градиента концентрации протонов и движущая сила протонов приводит к синтезу АТФ.^[15] Электроны, необходимые для этой цепи переноса, поступают от светособирающих белков, называемых центрами фотосинтетических реакций (примером являются родопсины). В зависимости от вида фотосинтетических пигментов классифицируют два типа центров реакций; в настоящее время большинство фотосинтезирующих бактерий имеют только один тип, в то время как растения и цианобактерии два.^[53]

У растений, водорослей и цианобактерий, фотосистема II использует энергию света для удаления электронов из воды, при этом молекулярный кислород выделяется как побочный продукт реакции. Электроны затем поступают в комплекс цитохрома b6f, который использует энергию для перекачки протонов через тилакоидную мембрану в хлоропластах.^[7] Под действием электрохимического градиента протоны движутся обратно через мембрану и запускают АТР-синтазу. Электроны затем проходят через фотосистему I и могут быть использованы для восстановления кофермента NADP⁺, для использования в цикле Кальвина или рециркуляции для образования дополнительных молекул АТР.^[54]

Анаболизм — совокупность метаболических процессов биосинтеза сложных молекул с затратой энергии. Сложные молекулы, входящие в состав клеточных структур, синтезируются последовательно из более простых предшественников. Анаболизм включает три основных этапа, каждый из которых катализируется специализированным ферментом. На первом этапе синтезируются молекулы-предшественники, например, аминокислоты, моносахариды, терпеноиды и нуклеотиды. На втором этапе предшественники с затратой энергии АТФ преобразуются в активированные формы. На третьем этапе активированные мономеры объединяются в более сложные молекулы, например, белки, полисахариды, липиды и нуклеиновые кислоты.

Не все живые организмы могут синтезировать все биологически активные молекулы. Автотрофы (например, растения) могут синтезировать сложные органические молекулы из таких простых неорганических низкомолекулярных веществ, как углекислый газ и вода. Гетеротрофам необходим источник более сложных веществ, таких как моносахариды и аминокислоты, для создания более сложных молекул. Организмы классифицируют по их основным источникам энергии: фотоавтотрофы и фотогетеротрофы получают энергию из солнечного света, в то время как хемоавтотрофы и хемогетеротрофы получают энергию из неорганических реакций окисления.

Связывание углерода[править | править код]

Растительные клетки содержат хлоропласты (зелёного цвета), в тилакоидах которых происходят процессы фотосинтеза. Plagiomnium affine из семейства Mniaceae отдела Настоящие мхи (Bryophyta)

Фотосинтезом называют процесс биосинтеза сахаров из углекислого газа, при котором необходимая энергия поглощается из солнечного света. У растений, цианобактерий и водорослей, при кислородном фотосинтезе происходит фотолиз воды, при этом, как побочный продукт, выделяется кислород. Для преобразования CO₂ в 3-фосфоглицерат используется энергия АТФ и НАДФ, запасённая в фотосистемах. Реакция связывания углерода осуществляется с помощью фермента рибулозобисфосфаткарбоксилазы и является частью цикла Кальвина.^[55] У растений классифицируют три типа фотосинтеза — по пути трёхуглеродых молекул, по пути четырёхуглеродых молекул (С4), и CAM фотосинтез. Три типа фотосинтеза отличаются по пути связывания углекислого газа и его вхождения в цикл Кальвина; у C3 растений связывание CO₂ происходит непосредственно в цикле Кальвина, а при С4 и CAM CO₂ предварительно включается в состав других соединений. Разные формы фотосинтеза являются приспособлениями к интенсивному потоку солнечных лучей и к сухим условиям.^[56]

У фотосинтезирующих прокариот механизмы связывания углерода более разнообразны. Углекислый газ может быть фиксирован в цикле Кальвина, в обратном цикле Кребса,^[57] или в реакциях карбоксилирования ацетил-КоА.^[58][59] Прокариоты — хемоавтотрофы также связывают CO₂ через цикл Кальвина, но для протекания реакции используют энергию из неорганических соединений.^[60]

Углеводы и гликаны[править | править код]

В процессе анаболизма сахаров простые органические кислоты могут быть преобразованы в моносахариды, например, в глюкозу, и затем использованы для синтеза полисахаридов, таких как крахмал. Образование глюкозы из соединений, как пируват, лактат, глицерин, 3-фосфоглицерат и аминокислот называют глюконеогенезом. В процессе глюконеогенеза пируват превращается глюкозо-6-фосфат через ряд промежуточных соединений, многие из которых образуются и при гликолизе.^[38] Однако, глюконеогенез не просто является гликолизом в обратном направлении, так как несколько химических реакций катализируют специальные ферменты, что даёт возможность независимо регулировать процессы образования и распада глюкозы.^[61][62]

Многие организмы запасают питательные вещества в форме липидов и жиров, однако, позвоночные не имеют ферментов, катализирующих превращение ацетил-КоА (продукта метаболизма жирных кислот) в пируват (субстрат глюконеогенеза).^[63] После длительного голодания позвоночные начинают синтезировать кетоновые тела из жирных кислот, которые могут заменять глюкозу в таких тканях, как головной мозг.^[64] У растений и бактерий, данная метаболическая проблема решается использованием глиоксилатного цикла, который обходит этап декарбоксилирования в цикле лимонной кислоты и позволяет превращать ацетил-КоА в оксалоацетат, и далее использовать для синтеза глюкозы.^[63][65]

Полисахариды выполняют структурные и метаболические функции, а также могут быть соединены с липидами (гликолипиды) и белками (гликопротеиды) при помощи ферментов олигосахаридтрансфераз.^[66][67]

Жирные кислоты, изопреноиды и стероиды[править | править код]

Жирные кислоты образуются синтазами жирных кислот из ацетил-КоА. Углеродный скелет жирных кислот удлиняется в цикле реакций, в которых сначала присоединяется ацетильная группа, далее карбонильная группа восстанавливается до гидроксильной, затем происходит дегидратация и последующее восстановление. Ферменты биосинтеза жирных кислот классифицируют на две группы: у животных и грибов все реакции синтеза жирных кислот осуществляются одним многофункциональным белком I типа,^[68] в пластидах растений и у бактерий каждый этап катализируют отдельные ферменты II типа.^[69][70]

Терпены и терпеноиды являются представителями самого многочисленного класса растительных натуральных продуктов.^[71] Представители данной группы веществ являются производными изопрена и образуются из активированных предшественников изопентилпирофосфата и диметилаллилпирофосфата, которые, в свою очередь, образуются в разных реакциях обмена веществ.^[72] У животных и архей изопентилпирофосфат и диметилаллилпирофосфат синтезируются из ацетил-КоА в мевалонатном пути,^[73] в то время как у растений и бактерий субстратами не-мевалонатного пути являются пируват и глицеральдегид-3-фосфат.^[72][74] В реакциях биосинтеза стероидов молекулы изопрена объединяются и образуют сквалены, которые далее формируют циклические структуры с образованием ланостерола.^[75] Ланостерол может быть преобразован в другие стероиды, например холестерин и эргостерин.^[75][76]

Белки[править | править код]

Организмы различаются по способности к синтезу 20 общих аминокислот. Большинство бактерий и растений могут синтезировать все 20, но млекопитающие способны синтезировать лишь 10 заменимых аминокислот.^[7] Таким образом, в случае млекопитающих 9 незаменимых аминокислот должны быть получены из пищи. Все аминокислоты синтезируются из промежуточных продуктов гликолиза, цикла лимонной кислоты или пентозомонофосфатного пути. Перенос аминогрупп с аминокислот на альфа-кетокислоты называется трансаминированием. Донорами аминогрупп являются глутамат и глутамин. ^[77]

Аминокислоты, соединёнными пептидными связями, образуют белки. Каждый белок имеет уникальную последовательность аминокислотных остатков (первичная структура белка). Подобно тому, как буквы алфавита могут комбинироваться с образованием почти бесконечных вариаций слов, аминокислоты могут связываться в той или иной последовательности и формировать разнообразные белки. Фермент Аминоацил-тРНК-синтетаза катализирует АТР-зависимое присоединение аминокислот к тРНК сложноэфирными связями, при этом образуются аминоацил-тРНК.^[78] Аминоацил-тРНК являются субстратами для рибосом, которая объединяют аминокислоты в длинные полипептидные цепочки, используя матрицу мРНК.^[79]

Нуклеотиды[править | править код]

Нуклеотиды образуются из аминокислот, углекислого газа и муравьиной кислоты в цепи реакций, для протекания которых требуется большое количество энергии.^[80][81] Именно поэтому большинство организмов имеют эффективные системы сохранения ранее синтезированных нуклеотидов и азотистых оснований.^[80][82]Пурины синтезируются как нуклеозиды (в основном связанные с рибозой). Аденин и гуанин образуются из инозин-монофосфата, который синтезируется из глицина, глутамина и аспартата при участии метенил-тетрагидрофолата. Пиримидины синтезируются из оротата, который образуется из глутамина и аспартата.^[83]

Ксенобиотики и окислительный метаболизм[править | править код]

Все организмы постоянно подвергаются воздействию соединений, накопление которых может быть вредно для клеток. Такие потенциально опасные чужеродные соединения называются ксенобиотиками.^[84] Ксенобиотики, например синтетические лекарства и яды природного происхождения, детоксифицируются специализированными ферментами. У человека такие ферменты представлены, например, цитохром-оксидазами,^[85]глюкуронилтрансферазой,^[86] и глутатион S-трансферазой.^[87] Эта система ферментов действует в три этапа: на первой стадии ксенобиотики окисляются, затем происходит конъюгирование водорастворимых групп в молекулы, далее модифицированные водорастворимые ксенобиотики могут быть удалены из клеток и метаболизированы перед их экскрецией. Описанные реакции играют важную роль в разложении микробами загрязняющих веществ и биоремедиации загрязнённых земель и разливов нефти.^[88] Многие подобные реакции протекают при участии многоклеточных организмов, однако, ввиду невероятного разнообразия, микроорганизмы справляются с гораздо более широким спектром ксенобиотиков, чем многоклеточные организмы, и способны даже разрушать стойкие органические загрязнители, например хлорорганические соединения.^[89]

Связанной с этим проблемой для аэробных организмов является оксидативный стресс.^[90] В процессе окислительного фосфорилирования и образования дисульфидных связей при укладке белка образуются активные формы кислорода, например пероксид водорода.^[91] Эти повр

Обмен веществ или метаболизм? В чем разница?

Доброго времени суток, красавицы! Наверняка вы уже слышали термины обмена веществ и метаболизм. Что это такое и чем они отличаются между собой? Сегодня я хочу рассказать и про первое и про второе, тем более это одно и тоже. В конце статьи вас ждет конкурс. Действительно обмен веществ более народное название медицинского термина метаболизм. Если говорить простым языком, то метаболизм — это комплекс биохимических превращений принятой пищи.

Еда может идти на образование энергии для обеспечения нужд организма, а также для синтеза других веществ внутри организма. В первом случае речь идет о катаболизме (расщеплении), во втором случае — о анаболизме (накоплении, синтезе). Все что мы едим и пьем имеет энергетическую ценность, даже алкоголь, разве что простая вода имеет 0 калорий.

И когда полная женщина говорит, что лишний вес у нее от нарушения обмена веществ, то это действительно является правдой, с поправкой на то, что нарушение метаболизма у нее в пользу избыточного поступления энергии, т. е. пищи, т. е. имеет место переедание и/или малоподвижный образ жизни. Редко, когда встречаются чисто эндокринные типы ожирения. Конечно, при таком образе жизни постепенно начинает нарушаться работа внутренних органов и возникают серьезные болезни, такие как сахарный диабет, гипертоническая болезнь, ишемическая болезнь сердца, онкологические заболевания, суставы, позвоночник и другие.

Аналогичная ситуация происходит в тех случаях, когда поступающей энергии с пищей не хватает на нужды организма, в таком случае, организм начинает обкрадывать сам себя. Это отлично видно на пациентах с анорексией и булимией. Нехватка энергии приводит к общему истощению и кахексии, а она в свою очередь к голодной смерти.

Но такие случаи редки, к счастью, чаще всего наблюдаются другие состояния, которые связаны с недостатком одного-двух групп веществ, например, нехваткой белков и витаминов. Можно и не подозревать, что проблемы с кожей, кишечником, сердцем и пр. могут быть связаны с дефицитом белка. Глядя на пациентов с такими проблемами сразу не скажешь, что есть проблемы с питанием, больно уж не специфичны жалобы.

Типы метаболизма

Но статья не про болезни, а про здоровье, а точнее про метаболизм в общем. Обмен веществ включает в себя обмен жиров, белков, углеводов, витаминов, минералов и других биологически активный и важных для организма веществ. Скорость обменных процессов у всех разный и зависит от:

1. пола
2. возраста
3. физической тренированности
4. сопутствующих заболеваний
5. массы и состава тела

Известно ли вам, что мужчины в среднем тратят больше калорий, чем женщины. А с возрастом метаболизм замедляется и человек затрачивает меньше энергии, чем в молодости. Каждые 10 лет метаболизм снижается на 7-10 %. У физически третированных лиц обмен веществ усилен, чем у лиц нетренированных. При некоторых заболеваниях (ожирении, гипотиреозе, сахарном диабете и пр.) метаболизм замедляется.

Кстати, чем больше масса тела, тем медленнее метаболизм, сравните мышь и слона. У первой обменные процессы проходят с очень высокой скоростью, поэтому у мышей короткая жизнь. Стоит задуматься, действительно ли плох медленный метаболизм, может лучше подстроится под него? Также состав тела, а точнее соотношение жировой и мышечной ткани, влияет на скорость обмена веществ, поскольку основные источники сжигания жира — мышцы. Поэтому чем лучше развита мускулатура, тем быстрее метаболизм.

Обмен веществ подразделяется на три составляющие:

Базовый (основной обмен)

Активный

Пищеварительный

Базовый или основной обмен веществ — это энергия которую организм тратит на работу жизненно важных органов. Этот тип метаболизма обеспечивает работу сердца, пищеварительного тракта, легких, почек, печени, головного мозга наконец. Кстати, головной мозг потребляет до 25 % от основного обмена. На слаженную работу организма нужно много энергии и поэтому доля основного обмена занимает большую часть всей энергетической потребности организма.

Активный тип метаболизма — это энергия, которая тратится на физическую деятельность, на движение. Он зависит от характера труда человека, например, офисный сотрудник тратит меньше энергии, чем каменщик на стройке. Чем более активный образ жизни, тем больше активный метаболизм, а с ним и основной.

Пищеварительный тип метаболизма — это получение энергии на процесс переваривания пищи. Вы удивитесь, но переваривать пищу организму очень не просто, для этого необходимо куча энергии. Причем уровень трат зависит от вида пищи, например, для расщепления тяжелой еды (мясо, грибы, орехи) требуется больше энергии, чем для переваривания каш и молочной продукции. Пищеварительный и основной типы обмена веществ обеспечивают до 80 % суточной потребности в энергии.

Таким образом, чтобы быть здоровым с нормальным весом нужно сохранять баланс поступления энергии с пищей, что обмен веществ протекал эффективно. Конечно это зависит не только от количества калорий, но и соотношения самых главных нутриентов пищи: белков, жиров и углеводов. В следующей статье я расскажу о еще одной классификации метаболизма. Вы узнаете как тратят калории люди с разным обменом веществ, а также пройдете тест для определения своего типа метаболизма. Еще вы узнаете больше о калориях, как рассчитать свой основной обмен и сколько нужно калорий для того чтобы стрелки весов качнулись с сторону снижения веса.

Также я планирую рассказать о трех видах телосложения, которые отличаются по скорости метаболизма. Вас ждет много открытий и куча полезного материала. Рекомендую вам подписаться на обновления блога, чтобы не забыть и не пропустить публикацию статьи.

 

Оригинал здесь http://frau-madam.com/obmen-veshhestv-ili-metabolizm.html

Вступите в группу, и вы сможете просматривать изображения в полном размере

обмен веществ — это… Что такое обмен веществ?



обмен веществ

обме́н веще́ств

(метаболизм), совокупность всех химических изменений и всех видов превращений веществ и энергии в организмах, обеспечивающая развитие, жизнедеятельность и самовоспроизведение, связь с окружающей средой и адаптацию к изменениям внешних условий. Основу обмена веществ составляют взаимосвязанные процессы анаболизма (синтеза) и катаболизма (распада), направленные на непрерывное обновление живого материала и обеспечение его необходимой энергией. Анаболические и катаболические процессы осуществляются путём последовательных химических реакций с участием ферментов. Для каждого вида организмов характерен особый, генетически закреплённый тип обмена веществ, зависящий от условий его существования. Интенсивность и направленность обмена веществ в клетке обеспечивается путём сложной регуляции синтеза и активности ферментов, а также в результате изменения проницаемости биологических мембран. В организме человека и животных имеет место гормональная регуляция обмена веществ, координируемая центральной нервной системой. Любое заболевание сопровождается нарушениями обмена веществ; генетически обусловленные нарушения обмена веществ служат причиной многих наследственных болезней.

* * *

ОБМЕН ВЕЩЕСТВ ОБМЕ́Н ВЕЩЕ́СТВ (метаболизм), совокупность всех химических изменений и всех видов превращений веществ и энергии в организмах, обеспечивающих развитие, жизнедеятельность и самовоспроизведение организмов, их связь с окружающей средой и адаптацию к изменениям внешних условий. Основу обмена веществ составляют взаимосвязанные процессы анаболизма (см. АНАБОЛИЗМ) и катаболизма (см. КАТАБОЛИЗМ), направленные на непрерывное обновление живого материала и обеспечение его необходимой энергией. Анаболические и катаболические процессы осуществляются путем последовательных химических реакций с участием ферментов. Для каждого вида организмов характерен особый, генетически закрепленный тип обмена веществ, зависящий от условий его существования. Интенсивность и направленность обмена веществ в клетке обеспечивается путем сложной регуляции синтеза и активности ферментов, а также в результате изменения проницаемости биологических мембран. В организме человека и животных имеет место гормональная регуляция обмена веществ, координируемая центральной нервной системой. Любое заболевание сопровождается нарушениями обмена веществ; генетически обусловленные нарушения обмена веществ служат причиной многих наследственных болезней.

Энциклопедический словарь. 2009.

Синонимы:

• обмен
• обменная энергия

Смотреть что такое «обмен веществ» в других словарях:

• ОБМЕН ВЕЩЕСТВ — метаболизм, совокупность протекающих в живых организмах химич. превращений, обеспечивающих их рост, жизнедеятельность, воспроизведение, постоянный контакт и обмен с окружающей средой. Благодаря О. в. происходит расщепление и синтез молекул,… …   Биологический энциклопедический словарь

• ОБМЕН ВЕЩЕСТВ — (метаболизм), совокупность химических превращений в организмах, обеспечивающих их рост, жизнедеятельность и воспроизведение. Основу обмена веществ составляют взаимосвязанные процессы синтеза (анаболизма) и распада (катаболизма), направленные на… …   Современная энциклопедия

• Обмен веществ — (метаболизм), совокупность химических превращений в организмах, обеспечивающих их рост, жизнедеятельность и воспроизведение. Основу обмена веществ составляют взаимосвязанные процессы синтеза (анаболизма) и распада (катаболизма), направленные на… …   Иллюстрированный энциклопедический словарь

• ОБМЕН ВЕЩЕСТВ — (метаболизм) совокупность всех химических изменений и всех видов превращений веществ и энергии в организмах, обеспечивающих развитие, жизнедеятельность и самовоспроизведение организмов, их связь с окружающей средой и адаптацию к изменениям… …   Большой Энциклопедический словарь

• Обмен веществ — см. Метаболизм. Экологический энциклопедический словарь. Кишинев: Главная редакция Молдавской советской энциклопедии. И.И. Дедю. 1989. Обмен веществ превращения веществ (и энергии) в организмах, обеспечивающие их жизнеспособнос …   Экологический словарь

• обмен веществ — метаболизм Словарь русских синонимов. обмен веществ сущ., кол во синонимов: 1 • метаболизм (3) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин …   Словарь синонимов

• Обмен веществ — ОБМЕН, а, м. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 …   Толковый словарь Ожегова

• обмен веществ — см. метаболизм. (Источник: «Микробиология: словарь терминов», Фирсов Н.Н., М: Дрофа, 2006 г.) …   Словарь микробиологии

• обмен веществ — — [http://www.dunwoodypress.com/148/PDF/Biotech Eng Rus.pdf] Тематики биотехнологии EN metabolism …   Справочник технического переводчика

• Обмен веществ — Печень  важнейший орган метаболизма у животных (фотография печени крысы) Метаболизм (от греч. μεταβολή, «превращение, изменение»), обмен веществ  полный процесс превращения химических веществ в организме, обеспечивающих его рост, развитие,… …   Википедия

• Обмен веществ —         или метаболизм, лежащий в основе жизни закономерный порядок превращения веществ и энергии в живых системах, направленный на их сохранение и самовоспроизведение; совокупность всех химических реакций, протекающих в организме. Ф. Энгельс,… …   Большая советская энциклопедия

Обмен веществ или метаболизм?

Приветствую Вас, дорогие читательницы!

Наверняка вы уже слышали термины обмена веществ в организме и метаболизм. Что это такое и чем они отличаются между собой?! Сегодня я хочу рассказать и про первое и про второе, тем более это одно и тоже.

В конце статьи вас ждет конкурс. Действительно обмен веществ более народное название медицинского термина -метаболизм.

 

 

 

Еда может идти на образование энергии для обеспечения нужд организма, а также для синтеза других веществ внутри организма. В первом случае речь идет о катаболизме (расщеплении), во втором случае — о анаболизме (накоплении, синтезе). Все что мы едим и пьем имеет энергетическую ценность, даже алкоголь, разве что простая вода имеет ноль калорий.

И когда полная женщина говорит, что лишний вес у нее от нарушения обмена веществ, то это действительно является правдой, с поправкой на то, что нарушение метаболизма у нее в пользу избыточного поступления энергии, т. е. пищи, т. е. имеет место переедание и/или малоподвижный образ жизни. Редко, когда встречаются чисто эндокринные типы ожирения. Конечно, при таком образе жизни постепенно начинает нарушаться работа внутренних органов и возникают серьезные болезни, такие как сахарный диабет, гипертоническая болезнь, ишемическая болезнь сердца, онкологические заболевания, суставы, позвоночник и другие.

Аналогичная ситуация происходит в тех случаях, когда поступающей энергии с пищей не хватает на нужды организма, в таком случае, организм начинает обкрадывать сам себя. Это отлично видно на пациентах с анорексией и булимией. Нехватка энергии приводит к общему истощению и кахексии, а она в свою очередь к голодной смерти.

Но такие случаи редки, к счастью, чаще всего наблюдаются другие состояния, которые связаны с недостатком одного-двух групп веществ, например, нехваткой белков и витаминов. Можно и не подозревать, что проблемы с кожей, кишечником, сердцем и пр. могут быть связаны с дефицитом белка. Глядя на пациентов с такими проблемами сразу не скажешь, что есть проблемы с питанием, больно уж не специфичны жалобы.

Но статья не про болезни, а про здоровье, а точнее про метаболизм в общем. Обмен веществ включает в себя обмен жиров, белков, углеводов, витаминов, минералов и других биологически активный и важных для организма веществ. Скорость обменных процессов у всех разный и зависит от:

1. пола
2. возраста
3. физической тренированности
4. сопутствующих заболеваний
5. массы и состава тела

Известно ли вам, что мужчины в среднем тратят больше калорий, чем женщины. А с возрастом метаболизм замедляется и человек затрачивает меньше энергии, чем в молодости. Каждые 10 лет метаболизм снижается на 7-10 %. У физически третированных лиц обмен веществ усилен, чем у лиц нетренированных. При некоторых заболеваниях (ожирении, гипотиреозе, сахарном диабете и пр.) метаболизм замедляется.

Кстати, чем больше масса тела, тем медленнее метаболизм, сравните мышь и слона. У первой обменные процессы проходят с очень высокой скоростью, поэтому у мышей короткая жизнь. Стоит задуматься, действительно ли плох медленный метаболизм, может лучше подстроится под него? Также состав тела, а точнее соотношение жировой и мышечной ткани, влияет на скорость обмена веществ, поскольку основные источники сжигания жира — мышцы. Поэтому чем лучше развита мускулатура, тем быстрее метаболизм.

Обмен веществ подразделяется на три составляющие:

Базовый (основной обмен)

Активный

Пищеварительный

Базовый или основной обмен веществ — это энергия которую организм тратит на работу жизненно важных органов. Этот тип метаболизма обеспечивает работу сердца, пищеварительного тракта, легких, почек, печени, головного мозга наконец. Кстати, головной мозг потребляет до 25 % от основного обмена. На слаженную работу организма нужно много энергии и поэтому доля основного обмена занимает большую часть всей энергетической потребности организма.

Активный тип метаболизма — это энергия, которая тратится на физическую деятельность, на движение. Он зависит от характера труда человека, например, офисный сотрудник тратит меньше энергии, чем каменщик на стройке. Чем более активный образ жизни, тем больше активный метаболизм, а с ним и основной.

Пищеварительный тип метаболизма — это получение энергии на процесс переваривания пищи. Вы удивитесь, но переваривать пищу организму очень не просто, для этого необходимо куча энергии. Причем уровень трат зависит от вида пищи, например, для расщепления тяжелой еды (мясо, грибы, орехи) требуется больше энергии, чем для переваривания каш и молочной продукции. Пищеварительный и основной типы обмена веществ обеспечивают до 80 % суточной потребности в энергии.

Рекомендую почитать также: ↑ «Сколько нужно съедать калорий в день, чтобы не полнеть, а начать худеть?»

Таким образом, чтобы быть здоровым с нормальным весом нужно сохранять баланс поступления энергии с пищей, что обмен веществ протекал эффективно. Конечно это зависит не только от количества калорий, но и соотношения самых главных нутриентов пищи: белков, жиров и углеводов. В следующей статье я расскажу о еще одной классификации метаболизма на белковый, углеводный и сбалансированный типы метаболизма. Вы узнаете как тратят калории люди с разным обменом веществ, а также пройдете тест для определения своего типа метаболизма. Еще вы узнаете больше о калориях, как рассчитать свой основной обмен и сколько нужно калорий для того чтобы стрелки весов качнулись с сторону снижения веса.

Также я планирую рассказать о трех видах телосложения, которые отличаются по скорости метаболизма. Вас ждет много открытий и куча полезного материала. Рекомендую вам подписаться на обновления блога, чтобы не забыть и не пропустить публикацию статьи.

Рекомендую вам посмотреть видео о продуктах для метаболизма для тех, кому за 40.

И напоследок хочу объявить конкурс комментаторов с денежными призами. Конкурс будет ежемесячным. Утверждаю три призовых места в зависимости от количества комментариев к статьям. А также специальный приз для гостьи, чьи комментарии будут особенно интересными, насыщенными и информативными.

Правила конкурса таковы:

• Участвовать может только подписчик блога. Подписаться можно здесь.
• Засчитываются комментарии только информативные и несущие смысл. Комментарии типа «Спасибо за статью! Было интересно» не засчитываются. Приветствуется описание вашего опыта, вопросы и общение между читательницами.
• В один день учитываются только три комментария, если вы оставите больше, то остальные в счет не идут.

Каков размер призов?

За первое место гостья получает 500 р

За второе место гостья получает 400 р

За третье место гостья получает 300 р

Специальный приз для самого интересного комментатора — 500 р

Как будем считать?

На блоге в правой колонке вы видите окошко «Самые активные читатели». Там вы увидите свое имя и имена других читательниц, сколько комментариев кто оставил. В последний день месяца я подсчитываю количество и определяю победителей. С началом нового месяца счетчики обновляются и цикл повторяется заново.

Как происходит выплата денег?

Деньги перевожу в течении первой недели месяца следующими способами

1. на пластиковую карту VISA/MASTERCARD
2. на яндекс-деньги
3. на вебмани
4. на телефон

Отслеживание награждения победителей вы берете на себя (поэтому вы и должны быть подписчиком, чтобы узнать о победе). В течении первой недели я жду от победителя письма на свой адрес [email protected]. В нем вы пишите что-то типа «Здравствуйте!  Я являюсь победителем и заняла первое место. Мой адрес такой-то, отправьте мне пожалуйста мой приз туда-то».

Внимание! Если в течении недели вы не заявите о себе, то приз сгорает. Будьте внимательны и помните это правило.

А теперь у меня все на сегодня. До новых встреч. И не забудьте нажать на кнопки соц. сетей и поделиться ссылкой на статью со своими подружками. Будьте щедрыми!

С теплотой и заботой, Равила.

Похожие записи

 

 

Полный гид по метаболизму: что нужно знать об обмене веществ?

Выскоая скорость метаболизма — цель всех худеющих, поэтому на какие только ухищрения люди не идут ради нее. Чтобы понять, можно ли его разогнать, если пить много воды, стоит разобраться в том, как работает наш обмен веществ.

Метаболизм — краеугольный камень всех худеющих и набирающих массу. О его скорости все пекутся больше, чем о любимой собаке. Ради него едят шесть раз в день маленькими порциями, пьют литры воды и совершают ритуалы с бубном. Все знают, что если подруга ест как слон и все равно худая — то ей просто повезло с метаболизмом. В общем, метаболизм ставится во главу всего здорового образа жизни, именно поэтому важно понять, что это такое и как это работает.

Анаболизм и катаболизм

Метаболизм, или обмен веществ, — совокупность реакций анаболизма и катаболизма. Говоря проще, реакций построения и разрушения веществ, необходимых для поддержания нас живыми. Эти реакции позволяют нам просыпаться по утрам, радоваться солнцу и отдергивать руку от огня. Для любого из этих действий нужна энергия, которая выделяется в процессах катаболизма при деградации сложных веществ в простые.

Катаболизм — это разрушение сложных веществ до простых, в ходе реакции выделяется энергия в виде тепла и специальных энергетических молекул — АТФ. Скорость этих реакций регулируется гормонами, именно поэтому гормональный баланс так важен для обмена веществ.

Анаболизм — наоборот, химические процессы образования сложных высокомолекулярных веществ. То есть из полученных в процессе катаболизма “кирпичиков” собираются новые вещества. И для этих процессов необходимо затратить энергию, которая была выделена при разрушении или накоплена заранее.

В основном сложные вещества мы получаем, когда едим — и они разбираются на белки (которые на самом деле расщепляются до аминокислот), жиры и углеводы в процессе пищеварения. После чего организм решает, куда их направлять, у всех питательных веществ есть свои функции.

Аминокислоты, например, могут быть собраны в различные белки, например коллаген или кератин, и направлены в сухожилия и волосы соответственно. Еще белки являются ферментами, обеспечивающими протекание множества реакций, входят в состав цитоскелета, поддерживают обмен веществ в качестве гормонов (например, это делает инсулин), гемоглобин переносит кислород в крови, и так далее.

Жиры в основном отправляются в запас, то есть это наша страховка на случай голода, они нужны и для синтеза гормонов. Помимо этого, жиры являются основным компонентом клеточной мембраны, то есть цветущий вид, крепкие ногти и волосы напрямую зависят от качества и количества потребляемых жиров.

Углеводы — основной источник энергии организма, получаемой за счет расщепления гликогена или глюкозы. Причем гликоген запасается в специальные депо в печени и мышечных тканях.

Так что все логично: съели, разрушили, построили новое. И именно поэтому то, что мы едим, напрямую влияет на то, что будет строиться. Нельзя построить белки, если их не есть, как не получится построить новые клетки без жиров или получить достаточно энергии без углеводов.

Что такое скорость метаболизма и как на нее влиять

Теперь, когда с понятием метаболизма и составляющими его процессами все понятно, можно переходить к скорости метаболизма. Очевидно, что скорость обмена веществ — это просто скорость составляющих его реакций. То есть, если ваш организм быстро преобразует в энергию то, чем вы его кормите, причем ему не хватает и он начинает уменьшать запасы, то это быстрый метаболизм. Но если все, что вы съедаете, заботливо откладывается про запас, то все наоборот и он медленный.

На самом деле скорость метаболизма (или тип телосложения) — это генетически передающийся признак. Но это не значит, что вы не в состоянии ничего изменить и никогда не похудеете и не наберете массу. Чтобы разобраться в типах телосложения, много времени не потребуется: их всего три основных и вы легко узнаете себя.

Быстрый метаболизм — ем все и худею — встречается не так уж редко. Таким людям сложно набрать мышечную массу, даже если они едят на ночь. Им сложно обойтись без спортивных добавок, в частности, гейнеров, которые помогут питаться с профицитом. Но несмотря на все сложности, таким людям зачастую завидуют те, у кого метаболизм медленный.

Страдальцы, которые постоянно худеют, имеют склонность к набору веса, причем не только мышечного, точно сейчас себя узнают. На самом деле их метаболизм, хоть и не такой быстрый, все же достаточно хорошо работает, нужно просто уметь с ним договариваться. Да, таким людям не стоит есть на ночь, но не надо обижаться на судьбу, заедая свою горькую долю пироженкой. Если взять себя в руки, увеличить количество кардио и белков, а количество углеводов сократить, то можно как похудеть, так и с легкостью нарастить мышцы.

Если же вы не страдаете ни лишним, ни недостаточным весом, значит, ваш обмен веществ имеет среднюю скорость, и вот таких людей меньшинство. При желании можно как нарастить мышцы, так и похудеть. Главное — соблюдать баланс в рационе и тренировках.

После определения типа телосложения люди с быстрым метаболизмом идут есть, а остальные пытаются изо всех сил разогнать свой. Словосочетание “разогнать метаболизм” не совсем верное, но давайте использовать его для обозначения ситуации, когда еда тратится на построение тела, а не идет в запас. Чтобы организм перестал запасать, надо дать ему нагрузку, для которой нужно будет тратить запасы. То есть если хотите худеть — создавайте дефицит и начинайте регулярно тренироваться, ходить пешком и перестаньте лежать на диване. Если хотите мышцы — ешьте больше белка и меньше быстрых углеводов, особенно в сочетании с жирами. То есть все жирные начинки эклеров, белый хлеб с маслом и сахаром — это верный путь к наращиванию боков.

Метаболизм при похудении

В околоспортивной среде постоянно есть люди, которые жалуются на убитый или лежащий обмен веществ. Они уверены, что какими-то хитрыми манипуляциями они замедлили свой метаболизм настолько, что его как бы и нет. И в связи с этим они устраивают то разгрузочные дни, то читмилы, надеясь таким образом встряхнуть и разогнать обмен веществ.

Начнем с того, что если вы не умерли, то ваш обмен веществ все еще жив. И, даже если вы питаетесь с сильным дефицитом, он не снизится более чем на 10-15 %. И если вы перестали худеть, то значит, ваш организм пытается всеми силами сохранить свои запасы. И делает он это очень просто — сокращает активность. Любое движение, даже моргание, требует энергии. И по сути если перестать моргать, то можно еще какое-то время не тратить запасы. И помимо моргания, есть еще много неподконтрольных вам движений, которые организм упраздняет. То есть происходит метаболическая адаптация, которую все радостно называют замедлением метаболизма.

Таким образом, при похудении метаболизм не снижается настолько, чтобы вы перестали худеть совсем. У вас может наступить плато — временная остановка похудения, но если сохранять дефицит и не волноваться, то вы продолжите худеть. Если же вы почему-то не худеете на дефиците калорий больше месяца, значит, у вас нет дефицита. И никакие разгрузочные дни и читмилы это не исправят. Тут помогут интенсивные тренировки и тщательный подсчет калорий. Поверьте, если все делать грамотно, то не придется питаться  исключительно капустными листьями. Если же вас гложут сомнения — проверьте гормоны щитовидной железы, но вряд ли проблема с ними скажется исключительно на скорости метаболизма.

Как вода влияет на скорость обмена веществ

Считается, что без достаточного количества воды не получится разогнать метаболизм. Но опять же, разогнать обмен веществ, как и замедлить его, не поможет практически ничего. Другое дело, что вода играет огромную роль в поддержании обмена веществ за счет того, что является средой для протекания множества реакций. Поэтому пить достаточное количество воды необходимо для здоровья, ровного цвета кожи и уменьшения скрипа суставов. При недостатке воды вы будете чувствовать себя вялым, чаще хотеть есть и, соответственно, превышать свой калораж.

Советы насчет стакана воды перед приемом пищи — не какой-то секретный прием для разгона метаболизма. Это всего лишь позволяет отличить голод от жажды, не переедать и насыщаться быстрее. Как и стакан воды утром, с лимоном или без — это пополнение потерянной за ночь жидкости, ритуал, помогающий проснуться. Так что на скорость метаболизма количество воды не влияет, а вот на его качество — очень даже. Поэтому не заливайте в себя литры воды, достаточно стакана с утра и нескольких в течение дня.

Спорт и обмен веществ

Спорт — необходимое условие как для похудения, так и для набора массы. Потому что в первом случае создается дефицит калорий, а во втором увеличивается мышечная масса. В принципе, если есть цель просто поправиться, то можно обойтись и без спорта, но в таком случае вес увеличится за счет жировых отложений.

Для работы мышц энергии требуется больше, чем для работы жира — это выражение расшифровывается как “метаболизм в мышечной ткани идет быстрее, чем в жировой”. Если бы это было не так — девушки не страдали бы целлюлитом (но на него влияют еще и половые гормоны, так что не факт). Но тем не менее апельсиновая корка появляется в том числе из-за того, что кровоток в жировой ткани прекращается.

Для работы мышц энергии требуется гораздо больше, именно поэтому калории тратятся не только во время, но и после тренировки. Да и по жизни у людей с развитой мышечной массой нет необходимости в жестком дефиците, потому что они тратят достаточно энергии.

Таким образом, метаболизм — это совокупность сложных химических процессов, на которые влияет огромное количество факторов: ваш рост и вес, пол, образ жизни, даже климат. И если вы не можете достигнуть поставленной цели (похудеть или набрать массу), то не стоит все сваливать на “плохой” метаболизм. Перестаньте себя жалеть и начните работать, поверьте, при честном подходе результаты не заставят себя ждать.

Что такое метаболизм или обмен веществ в нашем организме

Что такое метаболизм? Вы знаете, для того , чтобы любое живое существо могло жить, ему требуется энергия. Причем энергия требуется не только для того, чтобы совершать какие либо действия. Например ходить или бегать.

Просто для того, чтобы жить, нам приходится тратить энергию, даже ничего не делая. Например во сне. Вывод такой, что любой форме жизни, чтобы оставаться живой необходимо тратить и получать энергию. Если источника энергии нет, значит жизнь погибает.

Эта энергия к нам в организм поступает в виде пищи, которая должна расщепиться на сложные  органические вещества, как- 1. белки, 2. жиры, 3. углеводы.

Отсюда и определение, что такое метаболизм: Метаболизм- это набор химических реакций, которые возникают в живом организме для поддержания жизни.

Метаболи́зм (от греч. μεταβολή — «превращение, изменение»), или обмен веществ — набор химических реакций, которые возникают в живом организме для поддержания жизни. Эти процессы позволяют организмам расти и размножаться, сохранять свои структуры и отвечать на воздействия окружающей среды.

Эти процессы позволяют организмам расти и размножаться, сохранять свои структуры и отвечать на воздействие окружающей среды. Например маленький ребенок растет, развивается. Взрослый человек занимается спортом, например бегает или ходит в тренажерный зал. У него крепкие мышцы  и хороший метаболизм, так как движение является одним из условий того, как ускорить обмен веществ.

Или вот, например, человек который долго не ел досыта, а потом наелся, у него станет нарастать жир. Организм восполняет свой стратегический запас. Это обычно происходит после всевозможных диет. Это тоже метаболизм но уже нарушенный обмен веществ.

Абсолютно для любых  процессов в организме, пока мы живем, необходима энергия. Необходимо получать энергию из пищи и тратить ее на поддержание внутреннего состояния организма или базового метаболизма, а так же получать и тратить энергию на какую либо физическую работу или движение. Получается две принципиально разных части метаболизма. первая направлена на получение энергии, а вторая на расход или потребление энергии.

Базовый метаболизм

Энергетические затраты в организме обычно разделяют на две группы- основной обмен и добавочные расходы энергии. Так вот — основной обмен и называют еще базовым метаболизмом.

Лежит человек без движения, например спит, он все равно будет расходовать  энергию. Этот расход энергии и будет называться — базовым метаболизмом или основным обменом.

Энергия основного обмена идет на поддержание или обеспечение работы сердца, сердечно-сосудистой, дыхательной, пищеварительной системы, для работы почек, печени и т. д. То есть это энергия без которой организму никак нельзя.  Этот расход энергии для взрослого человека составляет 1 ккал. за 1 час на 1 кг. веса. Если базовой энергии будет поступать меньше, чем нужно, то человек будет худеть даже ничего не делая. Например просто лежать.

Таким образом для человека в 70 кг. основной обмен составляет 70 ккал. в час. нетрудно посчитать сколько это будет в сутки. Однако для того, чтобы быть здоровым каждый человек должен расходовать ежедневно (сверх основного обмена) за счет мускульных усилий 1200-1500 ккал.

Люди занятые физическим трудом обычно выполняют и перевыполняют эту норму, а вот люди занятые умственным трудом тратят всего порядка 600-700 ккал. Гораздо меньше необходимого минимума. Было замечено, что более выраженный атеросклероз проявляется у людей, имеющим сидячую работу, а наименьшее количество случаев инфаркта миокарда отмечалось у людей, кто занимался физическим трудом.

Пластический и энергетический обмен

Как организм получает энергию? Наш организм берет сложные вещества и расщепляет их до простых.

Как организм тратит энергию?   Первый вариант-он берет простые вещества  и строит из них свои собственные, сложные. Например_ вы съели кусок мяса, Мясо- это белок который должен расщепиться до аминокислот, из этих аминокислот будут собраны или синтезированы собственные белки, которые станут вашими мышцами. На это уйдет какая-то часть энергии.

Второй вариант-наш организм может сжигать питательные вещества до углекислого газа и воды, и получать при этом энергию. Полученную энергию организм запасает на всякие нужды, или для того, чтобы жить.

Запасается энергия в виде молекулы АТФ- аденозинтрифосфорной кислоты — это основной и единственный источник энергии, в том числе и для мышечной работы.. Запасы его в организме невелики, поэтому существует постоянная необходимость восстанавливать расщепляющуюся АТФ по ходу работы. Это происходит при помощи двух видов химических процессов — анаэробных, происходящих без помощи кислорода и аэробных ( дыхательных), с участием кислорода.

Восстановление АТФ в анаэробных процессах происходит за счет резервных веществ, находящихся в самих мышцах, но при этом накапливаются продукты неполного распада, это креатин, молочная кислота и др. В результате наступает быстрое утомление.

Значит первая часть или стадия, это энергетический обмен, когда в ходе катаболизма или распада сложные органические вещества деградируют до более простых.( катаболизм=диссимиляция).

Вторая стадия- пластический обмен,когда в процессах анаболизма, с  затратами энергии синтезируются  (производятся) собственные сложные вещества. (анаболизм=ассимиляция).

Метаболизм обычно делят на две стадии: катаболизм и анаболизм. В ходе катаболизма сложные органические вещества деградируют до более простых, обычно выделяя энергию. А в процессах анаболизма — из более простых синтезируются более сложные вещества и это сопровождается затратами энергии.

Энергетические этапы метаболизма

1. Наш организм в виде пищи или органических веществ получает питательные вещества, это белки жиры, углеводы и  нуклеиновые кислоты. Задача организма разрушить их до маленьких молекул -«кирпичиков.» Этим занимается пищеварительная система.
2. Отправить или распределить полученные молекулы или «кирпичики» в клетки тела. За это отвечает кровеносная система. Питательные вещества распределяются по всему организму.
3. Необходимо разрушить  часть «кирпичиков » или молекул до углекислого газа и воды, обычно топливом служит глюкоза. В итоге получаем собственную энергию, которую организм  запасает  в виде молекулы АТФ.
4. Из оставшейся части питательных веществ — «кирпичиков» надо построить собственные белки, жиры, углеводы, нуклеиновые кислоты. Из аминокислот строятся- белки, Из глицерина и жирных кислот -жиры, из глюкозы -углеводы, из нуклеотидов-нуклеиновые кислоты.
5. Если у нас остались еще неиспользованные «кирпичики», то есть осталась неиспользованная энергия в виде питательных веществ, ну поели слишком хорошо.  Тогда организм запасает на будущее какое-то количество этих «кирпичиков». Запас гликогена( углеводы) в печени, это порядка 400 грамм, все остальное уходит в жир, эта та самая жировая «заначка» под кожей. Если вдруг в организм питательные вещества поступать не будут, тогда энергия будет браться из «жировых депо» или «заначки».

Как ускорить метаболизм?

1. Первое, что нужно сделать, повысить двигательную активность, потому, как обмен веществ с годами замедляется. Недостаточная двигательная активность, это характерная черта нашего времени.Гиподинамия— это причина № 1. Надо заставить организм тратить свои накопления.
2. Пить много воды- вода, это самое важное питательное вещество, без нее не обходится ни один процесс, происходящий в организме. На 20-30% можно ускорить метаболизм, выпивая 1.5-2 литра воды в день.
3. Сократить количество жиров в пище — жиры нужны организму для строительства новых клеток, но их излишек не нужен.Особенно это касается насыщенных жиров. Насыщенные жиры — это жиры, в которых молекулы перенасыщены водородом. Насыщенные жиры отличаются от ненасыщенных тем, что остаются твердыми при комнатной температуре. К насыщенным жирам относятся: 1. Маргарин 2. Животные жиры, такие, как сливочное масло, сыр, нутряной жир, почечный жир и белый жир на мясе (включая куриную кожицу). 3. Тропические гидрогенизированные растительные жиры — пальмовое и кокосовое масло.
4. Употреблять больше клетчатки —Клетчатка стимулирует перистальтику кишечника, помогает справиться с запорами, положительно влияет на метаболизм.
5. Уменьшить количество сахара в питании —  понятно, что излишки углеводов размещаются по нашим бокам, а их уменьшение будет способствовать ускорению метаболизма.
6. Дробное питание— как вариант ускорить метаболизм, не нагружая организм обильным приемом пищи. Прием пищи 5-6 раз в день небольшими порциями.
7. Следить за присутствием достаточного количества белка— белок важен для строительства наших клеток, в белке есть все аминокислоты, которые нужны нам. На производство белка тратится много энергии поэтому обмен веществ ускоряется.
8. Не наедаться на ночь. Очень важно,.Если перед сном был прием пищи, особенно углеводной, то гормональная деятельность нарушается, а метаболизм замедляется. Ночью организм продолжает работать, выделяются гормоны, идут процессы восстановления, метаболизм ускоряется. Если вы потратили много энергии, то запустятся процессы похудения.
9. Как ни странно , но кофе замедляет метаболизм.

 

 

Значение словосочетания ОБМЕН ВЕЩЕСТВ. Что такое ОБМЕН ВЕЩЕСТВ?

Метаболи́зм (от греч. μεταβολή — «превращение, изменение»), или обмен веществ — набор химических реакций, которые возникают в живом организме для поддержания жизни. Эти процессы позволяют организмам расти и размножаться, сохранять свои структуры и отвечать на воздействия окружающей среды.

Метаболизм обычно делят на две стадии: катаболизм и анаболизм. В ходе катаболизма сложные органические вещества деградируют до более простых, обычно выделяя энергию. А в процессах анаболизма — из более простых синтезируются более сложные вещества и это сопровождается затратами энергии.

Серии химических реакций обмена веществ называют метаболическими путями. В них, при участии ферментов, одни биологически значимые молекулы, последовательно превращаются в другие.

Ферменты играют важную роль в метаболических процессах потому, что:

действуют как биологические катализаторы и снижают энергию активации химической реакции;

позволяют регулировать метаболические пути в ответ на изменения среды клетки или сигналы от других клеток.

Особенности метаболизма влияют на то, будет ли пригодна определенная молекула для использования организмом в качестве источника энергии. Так, например, некоторые прокариоты используют сероводород в качестве источника энергии, однако этот газ ядовит для животных. Скорость обмена веществ также влияет на количество пищи, необходимой для организма.

Основные метаболические пути и их компоненты одинаковы для многих видов, что свидетельствует о единстве происхождения всех живых существ. Например, некоторые карбоновые кислоты, являющиеся интермедиатами цикла трикарбоновых кислот присутствуют во всех организмах, начиная от бактерий и заканчивая многоклеточными организмами эукариот. Сходства в обмене веществ, вероятно, связаны с высокой эффективностью метаболических путей, а также с их ранним появлением в истории эволюции.