Metabolismul - ce este? Ce sunt tulburările metabolice? Deci, ce este metabolismul organic? Vitamine pentru metabolism și arderea grăsimilor

Metabolismul (din greacă: μεταβολή metabolē, „schimbare”) este o serie de transformări chimice în celulele organismelor vii necesare pentru a susține viața. Cele trei obiective principale ale metabolismului sunt conversia alimentelor/combustibilului în energie pentru desfășurarea proceselor celulare, conversia alimentelor/combustibilului în blocuri de construcție pentru proteine, lipide, acizi nucleici și unii carbohidrați și eliminarea deșeurilor azotate. Aceste reacții enzimatice permit unui organism să crească și să se reproducă, să-și mențină structurile și să răspundă la mediul său. Cuvântul „metabolism” se poate referi și la suma tuturor reacții chimice care apar în organismele vii, inclusiv digestia și transportul de substanțe către și între diferite celule, caz în care numeroasele reacții din interiorul celulelor se numesc metabolism intermediar. Metabolismul este în general împărțit în două categorii: catabolism, descompunerea materiei organice, cum ar fi prin respirația celulară, și anabolism, crearea de componente celulare, cum ar fi proteinele și acizii nucleici. De regulă, la împărțire, energia este eliberată, iar la acumulare, este consumată.

Reacțiile chimice ale metabolismului sunt organizate în căi metabolice în care un compus chimic este transformat printr-o serie de etape într-un alt compus printr-o secvență de enzime. Enzimele sunt esențiale pentru metabolism, deoarece permit organismelor să efectueze reacții dorite care necesită cheltuială de energie care nu s-ar produce pe cont propriu prin atașarea lor la reacții spontane care eliberează energie. Enzimele acționează ca catalizatori care permit reacțiilor să se desfășoare într-un ritm mai rapid. Enzimele permit, de asemenea, reglarea căilor metabolice ca răspuns la schimbările din mediul celulei sau la semnalele de la alte celule. Sistemul metabolic al unui anumit organism determină care substanțe vor fi hrănitoare pentru acesta și care vor fi otrăvitoare. De exemplu, unele procariote folosesc hidrogen sulfurat ca nutrient, dar acest gaz este otrăvitor pentru animale. Rata metabolică afectează cât de multă hrană va avea nevoie organismul, precum și cât de mult va putea obține acest aliment. O trăsătură distinctivă a metabolismului este asemănarea principalelor căi metabolice și componente între chiar și complet tipuri diferite. De exemplu, mulți acizi carboxilici, care sunt cel mai bine cunoscuți ca intermediari în ciclul Krebs, sunt prezenți în toate organisme cunoscute. Au fost găsite la specii la fel de diverse precum bacteriile unicelulare E. coli și organisme multicelulare gigantice, cum ar fi elefanții. Aceste asemănări izbitoare în căile metabolice se datorează probabil apariției lor timpurii în istoria evoluției și persistenței lor datorită eficacității lor.

Biochimice de bază

Majoritatea structurilor care alcătuiesc animalele, plantele și microbii sunt alcătuite din trei clase principale de molecule: aminoacizi, carbohidrați și lipide (numite adesea grăsimi). Deoarece aceste molecule sunt vitale pentru viață, reacțiile metabolice fie se concentrează pe producerea acestor molecule în timpul formării celulelor și țesuturilor, fie pe descompunerea și utilizarea lor ca sursă de energie în timpul digestiei lor. Aceste substanțe biochimice se pot combina între ele pentru a forma polimeri precum ADN-ul și proteinele care sunt esențiale pentru viața macromoleculei.

Aminoacizi și proteine

Proteinele sunt formate din aminoacizi dispuși într-un lanț liniar, interconectați prin legături peptidice. Multe proteine sunt enzime care catalizează reacțiile chimice în metabolism. Alte proteine au funcții structurale sau mecanice, cum ar fi proteinele care formează citoscheletul, sistemul care menține forma celulei. Proteinele joacă, de asemenea, un rol important în semnalizarea celulară, răspunsurile imune, adeziunea celulară, transportul activ prin membrane și ciclul celulei. Aminoacizii ajută, de asemenea, la metabolismul energetic celular, oferind o sursă de carbon pentru intrarea în ciclu. acid citric(ciclul acidului tricarboxilic), mai ales atunci când o sursă de energie primară, cum ar fi glucoza, este insuficientă sau când celulele sunt sub stres metabolic.

Lipidele

Lipidele sunt grupul cel mai divers de substanțe biochimice. Principalele lor vederi structurale utilizați ca parte a membrane biologice, atât interne cât și externe, cum ar fi membranele celulare, sau ca sursă de energie. Lipidele sunt de obicei definite ca molecule biologice hidrofobe sau amfipatice, dar se dizolvă în solvenți organici, cum ar fi benzenul sau cloroformul. Grăsimile sunt un grup mare de compuși care conțin acizi grași și glicerol; o moleculă de glicerol atașată la trei esteri ai acizilor grași se numește triacilgliceridă. Există mai multe variații ale acestei structuri de bază, inclusiv schelete alternative, cum ar fi sfingozina pe sfingolipide și grupări hidrofile, cum ar fi fosfatul pe fosfolipide. Steroizii precum colesterolul sunt o altă clasă importantă de lipide.

Carbohidrați

Carbohidrații sunt aldehide sau cetone o cantitate mare grupări hidroxil atașate, care pot exista ca lanțuri drepte sau inele. Carbohidrații sunt cele mai comune molecule biologice și îndeplinesc multe funcții precum stocarea și transportul energiei (amidon, glicogen) și componente structurale(celuloza la plante, chitina la animale). Unitățile de bază ale carbohidraților se numesc monozaharide și includ galactoză, fructoză și, cel mai important, glucoză. Monozaharidele pot fi legate între ele pentru a forma polizaharide.

Nucleotide

Doi acizi nucleici, ADN și ARN, sunt polimeri ai nucleotidelor. Fiecare nucleotidă constă dintr-un fosfat atașat la o grupă de zahăr riboză sau dezoxiriboză care este atașată la o bază azotată. Acizi nucleici sunt cruciale pentru stocarea și utilizarea informației genetice și interpretarea acesteia prin procesele de transcripție și biosinteză a proteinelor. Aceste informații sunt protejate de mecanismele de reparare a ADN-ului și propagate prin replicarea ADN-ului. Mulți virusuri au un genom ARN, cum ar fi HIV, care utilizează transcripția inversă pentru a crea un șablon ADN din genomul său ARN viral. ARN-ul din ribozime, cum ar fi spliceozomi și ribozomi, este similar cu enzimele prin faptul că poate cataliza reacții chimice. Nucleozidele individuale sunt create prin atașarea unui zahăr riboză la o nucleobază. Aceste baze sunt inele heterociclice care conțin azot și sunt clasificate ca purine sau pirimidine. Nucleotidele acționează și ca coenzime în reacțiile de transfer de grup metabolic.

Coenzime

Metabolismul include gamă largă reacții chimice, dar cele mai multe dintre aceste reacții sunt incluse în mai multe tipuri de bază de reacții care implică transferul grupurilor funcționale de atomi și a legăturilor acestora în molecule. Aceste reacții chimice permit celulelor să folosească un set mic de intermediari metabolici pentru a se mișca grupe chimiceîntre diverse reacții. Acești intermediari în reacțiile de transfer de grup se numesc coenzime. Fiecare clasă de reacții de transfer de grup este efectuată de o coenzimă specifică care este un substrat pentru o serie de enzime care o produc, precum și o serie de enzime care o consumă. Prin urmare, aceste coenzime sunt produse, consumate și apoi refolosite în mod continuu. Una dintre coenzimele centrale este adenozin trifosfat (ATP), o sursă universală de energie pentru celule. Această nucleotidă este utilizată pentru a transfera energie chimică între diferite reacții chimice. Doar o cantitate mică de ATP există în celule, dar deoarece este regenerat continuu, corpul uman poate folosi o cantitate de ATP pe zi care este aproximativ propria greutate. ATP acționează ca o „punte” între catabolism și anabolism. Catabolismul descompune moleculele, în timp ce anabolismul le aduce împreună. Reacțiile catabolice creează ATP, iar reacțiile anabolice îl consumă. ATP servește și ca purtător pentru grupările fosfat în reacțiile de fosforilare. O vitamina este un compus organic esential pentru cantități mici, care nu poate fi produs în celule. În alimentația umană, majoritatea vitaminelor funcționează ca coenzime după modificare; de exemplu, toate vitaminele solubile în apă sunt fosforilate sau legate de nucleotide atunci când sunt utilizate în celule. Nicotinamida adenin dinucleotida (NAD+), un derivat al vitaminei B3 (niacina), este o coenzimă importantă care acționează ca un acceptor de hidrogen. sute anumite tipuri dehidrogenazele elimină electronii din substraturile lor și reduc NAD+ la NADH. Această formă redusă a coenzimei este substratul pentru oricare dintre reductazele din celulă care trebuie să-și restabilească substraturile. Nicotinamida adenin dinucleotida există în două forme înrudite în celulă, NADH și NADPH. Forma NAD+/NADH este mai importantă în reacțiile catabolice, în timp ce NADP+/NADH este utilizat în reacțiile anabolice.

Minerale și cofactori

Elementele anorganice joacă un rol important în metabolism; unele dintre ele se găsesc din abundență în organism (de exemplu, sodiu și potasiu), în timp ce altele acționează în concentrații minime. Aproximativ 99% din masa unui mamifer constă din carbon, azot, calciu, sodiu, clor, potasiu, hidrogen, fosfor, oxigen și sulf. Compușii organici (proteine, lipide și carbohidrați) conțin cea mai mare parte din carbon și azot; majoritatea oxigenului și hidrogenului sunt prezente în apă. Elementele anorganice abundente acționează ca electroliți ionici. Cei mai importanti ioni sunt sodiu, potasiu, calciu, magneziu, clorura, fosfat si ionul organic de bicarbonat. Menținerea gradienților ionici precisi în membranele celulare menține presiunea osmotică și pH-ul. Ionii sunt, de asemenea, esențiali pentru funcționarea nervilor și a mușchilor, deoarece potențialele de acțiune din aceste țesuturi sunt generate de schimbul de electroliți între lichidul extracelular și fluidul celular, citosolul. Electroliții intră și ies din celule cu ajutorul proteinelor membrana celulara numite canale ionice. De exemplu, contracția musculară depinde de mișcarea calciului, sodiului și potasiului prin canalele ionice din membrana celulară și tubulii T. Metalele de tranziție sunt, în general, prezente în organisme ca oligoelemente, zincul și fierul se găsesc în organism în cele mai mari concentrații. Aceste metale sunt utilizate ca cofactori în unele proteine și sunt esențiale pentru activitatea enzimelor precum catalaza și proteinele purtătoare de oxigen, cum ar fi hemoglobina. Cofactorii metalici sunt strâns asociați cu situsuri specifice din proteine; deși cofactorii enzimatici pot fi modificați în timpul catalizei, ei revin întotdeauna la starea inițială până la sfârșitul reacției catalizate. Urmele de metale sunt absorbite în organisme prin intermediul unor transportatori specifici și se leagă de proteine de depozitare, cum ar fi feritina sau metalotioneina, atunci când nu sunt utilizate.

catabolism

Catabolismul este un set procesele metabolice care descompun moleculele mari. Aceste procese includ descompunerea și oxidarea moleculelor alimentare. Scopul reacțiilor catabolice este de a furniza energia și componentele necesare în timpul reacțiilor anabolice. Natura exactă a acestor reacții catabolice diferă între diferite organisme. Organismele pot fi clasificate în funcție de sursele de energie și de carbon (grupele lor primare de alimente). Organotrofei folosesc molecule organice ca sursă de energie, în timp ce litotrofei folosesc substraturi anorganice, iar fototrofei folosesc lumina solară ca energie chimică. Cu toate acestea, toate acestea diferite forme metabolismul depinde de reacțiile redox, care implică transferul de electroni de la molecule donatoare reduse, cum ar fi molecule organice, apă, amoniac, hidrogen sulfurat sau ioni de fier la molecule acceptoare precum oxigen, nitrat sau sulfat. La animale, aceste reacții implică molecule organice complexe care se descompun în molecule mai simple, cum ar fi dioxidul de carbon și apa. În organismele fotosintetice, cum ar fi plantele și cianobacteriile, aceste reacții de transfer de electroni nu eliberează energie, ci sunt folosite ca o modalitate de a stoca energia absorbită din lumina soarelui. Cele mai frecvente reacții catabolice la animale pot fi împărțite în trei etape principale. În prima etapă, moleculele organice mari, cum ar fi proteinele, polizaharidele sau lipidele sunt descompuse în componente mai mici în afara celulei. Mai mult, aceste molecule mici sunt preluate de celule și transformate în molecule și mai mici, de obicei acetil-coenzima A (acetil-CoA), care eliberează ceva energie. În cele din urmă, gruparea acetil de pe CoA este oxidată în apă și dioxid de carbon în ciclul acidului citric și lanțul de transport de electroni, eliberând energie care este stocată prin reducerea coenzimei nicotinamidă adenin dinucleotide (NAD+) la NADH.

digestie

Macromoleculele precum amidonul, celuloza sau proteinele nu pot fi preluate rapid de celule și trebuie descompuse în unități mai mici înainte de a putea fi utilizate în metabolismul celular. Mai multe clase generale de enzime digeră acești polimeri. Aceste enzime digestive includ proteazele, care convertesc proteinele în aminoacizi și glicozide hidrolaze, care transformă polizaharidele în zaharuri simple cunoscute sub numele de monozaharide. Microbii pur și simplu eliberează enzime digestive în mediu, în timp ce animalele eliberează aceste enzime doar din celulele specializate din intestine. Aminoacizii sau zaharurile eliberate de aceste enzime extracelulare sunt apoi pompate în celule prin intermediul proteinelor active de transport.

Energie din compuși organici

Catabolismul carbohidraților este descompunerea carbohidraților în unități mai mici. Carbohidrații sunt în general preluați în celule atunci când sunt digerați în monozaharide. Odată ajuns în organism, principala cale de descompunere este glicoliza, în timpul căreia zaharuri precum glucoza și fructoza sunt transformate în piruvat și se generează ATP. Piruvatul este un intermediar în mai multe căi metabolice, dar majoritatea piruvatului este transformat în acetil-CoA și este implicat în ciclul acidului citric. Deși o parte din ATP este generată în ciclul acidului citric, majoritatea produs important este NADH, care este făcut din NAD+ atunci când acetil-CoA este oxidat. În timpul acestei oxidări, ca produs secundar se eliberează dioxid de carbon. În condiții anaerobe, glicoliza produce lactat, prin enzima lactat dehidrogenază, reoxidând NADH la NAD+ pentru reutilizare în glicoliză. O cale alternativă pentru descompunerea glucozei este calea pentozo-fosfatului, care reduce coenzima NADPH și produce pentoze precum riboza, componenta zahărului acizilor nucleici. Grăsimile sunt catabolizate în timpul hidrolizei în acizi grași liberi și glicerol. Glicerolul intră în glicoliză și acizii grași sunt descompuși prin beta-oxidare, eliberând acetil-CoA, care este apoi implicat în ciclul acidului citric. Acizii grași eliberează mai multă energie atunci când sunt oxidați decât carbohidrații, deoarece carbohidrații conțin mai mult oxigen în structurile lor. Steroizii sunt, de asemenea, degradați de unele bacterii într-un proces similar cu beta-oxidarea, iar acest proces de descompunere este asociat cu eliberarea unor cantități semnificative de acetil-CoA, propionil-CoA și piruvat, care pot fi folosite de celulă pentru energie. . M. tuberculosis poate crește, de asemenea, pe colesterolul lipidic ca unică sursă de carbon, iar genele implicate în calea de utilizare a colesterolului (colesterolului) au fost susținute a fi importante în diferite etape. ciclu de viață Infecții cu Mycobacterium tuberculosis. Aminoacizii sunt fie utilizați pentru a sintetiza proteine și alte biomolecule, fie oxidați la uree și dioxid de carbon ca sursă de energie. Calea de oxidare începe cu îndepărtarea grupării amino de către transaminaze. Gruparea amino intră în ciclul ureei lăsând un schelet de carbon dezaminat sub formă de cetoacid. Unii dintre acești acizi ceto sunt intermediari în ciclul acidului citric, de exemplu, dezaminarea glutamatului duce la formarea de α-cetoglutarat. Aminoacizii glucogenici pot fi, de asemenea, transformați în glucoză prin gluconeogeneză.

Transformări energetice

Fosforilarea oxidativă

În timpul fosforilării oxidative, electronii sunt îndepărtați din moleculele organice în zone precum ciclul acidului protagonic și transferați la oxigen, iar energia eliberată este folosită pentru a produce ATP. Acest lucru este realizat la eucariote printr-o serie de proteine din membranele mitocondriale numite lanț de transport de electroni. La procariote, aceste proteine se găsesc în membrana interioară a celulei. Aceste proteine folosesc energia eliberată de la trecerea electronilor din moleculele reduse, cum ar fi NADH, în oxigen pentru a pompa protoni peste membrană. Pomparea protonilor din mitocondrii creează o diferență în concentrația de protoni de-a lungul membranei și generează un gradient electrochimic. Acest lucru face ca protonii să se deplaseze înapoi în mitocondrii prin baza unei enzime numită ATP sintaza. Fluxul de protoni face ca subunitatea să se rotească, determinând ca locul activ al domeniului sintetazei să își schimbe forma și să fosforileze ADP, transformându-l în ATP.

Energie din compuși anorganici

Chemolitotrofia este un tip de metabolism la procariote în care energia este produsă prin oxidarea compusi organici. Aceste organisme pot folosi hidrogen, compuși cu sulf redus (cum ar fi sulfura, hidrogenul sulfurat și tiosulfatul), fierul feros (FeII) sau amoniacul ca surse de putere reducătoare și obțin energie din oxidarea acestor compuși cu acceptori de electroni, cum ar fi oxigen sau nitrit. Aceste procese microbiene joacă un rol important în ciclurile biogeochimice globale, cum ar fi acetogeneza, nitrificarea și denitrificarea și sunt esențiale pentru fertilitatea solului.

energie luminoasă

Energia luminii solare este folosită de plante, cianobacterii, bacterii violete, bacterii verzi cu sulf și unele protozoare. Acest proces este adesea asociat cu conversia dioxidului de carbon în compuși organici ca parte a fotosintezei. Cu toate acestea, sistemele de captare a energiei și de fixare a carbonului pot funcționa separat la procariote, deoarece bacteriile violet și bacteriile verzi cu sulf pot folosi lumina solară ca sursă de energie în timp ce comută între fixarea carbonului și fermentația organică. În multe organisme, captura energie solara similar în principiu cu fosforilarea oxidativă, deoarece implică stocarea energiei sub forma unui gradient de concentrație de protoni. Această forță motrice a protonilor conduce apoi la sinteza ATP. Electronii necesari pentru a rula acest lanț de transport de electroni provin din proteine de recoltare a luminii numite centre de reacție fotosintetice sau rodopsine. Centrele de reacție sunt împărțite în două tipuri în funcție de tipul de pigment fotosintetic, majoritatea bacteriilor fotosintetice având un singur tip, în timp ce plantele și cianobacteriile au două. În plante, alge și cianobacterii, fotosistemul II utilizează energia luminoasă pentru a elimina electronii din apă, eliberând oxigen ca produs secundar. Electronii se deplasează apoi în complexul citocrom b6f, care își folosește energia pentru a pompa protoni peste membrana tilacoidă din cloroplaste. Acești protoni se deplasează înapoi prin membrană în timp ce conduc ATP sintaza, ca înainte. Electronii trec apoi prin fotosistemul I și pot fi folosiți fie pentru a regenera coenzima NADP+, pentru utilizare în ciclul Calvin, fie reciclați pentru generarea ulterioară de ATP.

Anabolism

Anabolismul este un set de procese metabolice constructive în care energia eliberată de catabolism este folosită pentru a sintetiza molecule complexe. În întregime, molecule complexe, care alcătuiesc structurile celulare, sunt construite din precursori mici și simpli. Anabolismul include trei etape principale. În primul rând, producerea de precursori precum aminoacizi, monozaharide, izoprenoide și nucleotide și, în al doilea rând, activarea lor în substanțe chimice. forme active folosind energia din ATP și, în al treilea rând, asamblarea acestor precursori în molecule complexe, cum ar fi proteine, polizaharide, lipide și acizi nucleici. Se pot construi diferite organisme sumă diferită molecule din celule. Autotrofii precum plantele pot construi molecule organice complexe în celule, cum ar fi polizaharidele și proteinele, din molecule simple precum dioxidul de carbon și apa. Organismele heterotrofe, pe de altă parte, necesită o sursă de substanțe mai complexe, cum ar fi monozaharidele și aminoacizii, pentru a produce aceste molecule complexe. Organismele pot fi clasificate în continuare după principalele lor surse de energie: fotoautotrofele și fotoheterotrofele își obțin energia din lumină, în timp ce chimioautotrofele și chemoheterotrofele își obțin energia din reacțiile de oxidare anorganică.

Fixarea carbonului

Fotosinteza este sinteza carbohidraților din lumina soarelui și dioxid de carbon (CO2). La plante, cianobacterii și alge, fotosinteza oxigenată descompune apa, oxigenul fiind eliberat ca produs secundar. Acest proces folosește ATP și NADPH produse de centrele de reacție fotosintetice așa cum este descris mai sus pentru a converti CO2 în glicerat 3-fosfat, care poate fi apoi transformat în glucoză. Această reacție de fixare a carbonului este efectuată de enzima Rubisco ca parte a ciclului Kelvin-Benson. Plantele au trei tipuri de fotosinteză, fixarea carbonului C3, fixarea carbonului C4 și fotosinteza CAM. Ele diferă prin traseul care folosește dioxidul de carbon pentru ciclul Calvin, plantele C3 fixând CO2 direct, în timp ce fotosinteza C4 și CAM transformă CO2 în alți compuși mai întâi, ca adaptări pentru a face față intenselor. lumina soareluiși condiții uscate. La procariotele fotosintetice, mecanismele de fixare a carbonului sunt mai diverse. Aici, dioxidul de carbon poate fi fixat prin ciclul Kelvin-Benson, ciclul invers al acidului citric sau carboxilarea acetil-CoA. Chemoautotrofele procariote fixează, de asemenea, CO2 prin ciclul Kelvin-Benson, dar folosesc energia din compușii anorganici pentru a conduce reacția.

Carbohidrați și glicani

În anabolismul carbohidraților, acizii organici simpli pot fi transformați în monozaharide precum glucoza și apoi utilizați pentru a asambla polizaharide precum amidonul. Generarea de glucoză din compuși precum piruvat, lactat, glicerol, glicerat 3-fosfat și aminoacizi se numește gluconeogeneză. Gluconeogeneza transformă piruvatul în glucoză-6-fosfat printr-un număr de intermediari, dintre care mulți sunt observați în glicoliză. Cu toate acestea, această cale nu este pur și simplu glicoliză inversă, deoarece mai multe etape sunt catalizate de enzime non-glicolitice. Acest lucru este important deoarece permite reglarea separată a producției și defalcării glucozei și, de asemenea, împiedică ambele căi să apară simultan în ciclul inutil. Deși grăsimea este o modalitate obișnuită de a stoca energie, la vertebrate precum oamenii, acizii grași conținuti în aceste depozite nu pot fi transformați în glucoză prin gluconeogeneză, deoarece aceste organisme nu pot transforma acetil-CoA în piruvat; plantele, spre deosebire de animale, au mecanismele enzimatice necesare pentru aceasta. Ca urmare, după post prelungit, vertebratele trebuie să producă corpi cetonici de la acizi grași pentru a înlocui glucoza în țesuturi precum creierul care nu poate metaboliza acizii grași. În alte organisme, cum ar fi plantele și bacteriile, această sarcină metabolică este îndeplinită de ciclul glioxilatului, care ocolește etapele de decarboxilare din ciclul acidului citric și promovează conversia acetil-CoA în oxalacetat, unde poate fi folosit pentru a produce glucoză. Polizaharidele și glicanii sunt produși prin adăugarea secvenţială de monozaharide de către glicoziltransferază de la un donor reactiv de zahăr-fosfat cum ar fi uridin difosfat glucoză (UDP-glucoză) la un acceptor de grupare hidroxil pe polizaharida în creștere. Deoarece oricare dintre grupările hidroxil de pe inelul substratului poate fi un acceptor, polizaharidele produse pot avea structuri drepte sau ramificate. Polizaharidele produse pot avea funcții structurale sau metabolice în sine, sau pot fi transferate la lipide și proteine de către enzime numite oligozahariltransferaze.

Acizi grași, izoprenoizi și steroizi

Acizii grași sunt produși de sintetazele acizilor grași, care polimerizează și apoi reduc unitățile de acetil-CoA reductază. Aceste lanțuri acil din acizii grași sunt prelungite printr-un ciclu de reacții care adaugă o grupare acil, o reduc la un alcool, o deshidratează la o grupare alchenă și apoi o reduc înapoi la o grupă alcan. Enzimele biosintetice ale acizilor grași se împart în două grupe: la animale și ciuperci, toate aceste reacții de sintetază a acizilor grași sunt efectuate de o singură proteină multifuncțională de tip I, în timp ce în plastidele vegetale și bacteriene, enzime separate de tip II efectuează fiecare pas pe parcurs. Terpenele și izoprenoidele reprezintă o clasă mare de lipide care includ carotenoide și formează cea mai mare clasă de plante produse naturale. Acești compuși sunt creați prin asamblarea și modificarea unităților de izopren donate de la precursorii reactivi izopentenil pirofosfat și dimetilalil pirofosfat. Acești precursori pot fi produși în moduri diferite. La animale și arhee, calea mevalonat produce acești compuși din acetil-CoA, în timp ce la plante și bacterii, calea non-mevalonat folosește piruvat și gliceraldehidă-3-fosfat ca substraturi. O reacție importantă folosind acești donatori de izopren activați este biosinteza steroizilor. Aici, unitățile de izopren se unesc pentru a produce squalen și apoi formează un set de inele, producând lanosterol. Lanosterolul poate fi apoi transformat în alți steroizi, cum ar fi colesterolul și ergosterolul.

Veverițe

Sinteza nucleotidelor

Nucleotidele sunt făcute din aminoacizi, dioxid de carbon și acid formic pe o cale care necesită un numar mare energie metabolică. Prin urmare, majoritatea organismelor au sisteme eficiente pentru a salva nucleotidele preformate. Purinele sunt sintetizate ca nucleozide (baze în riboză). Atât adenina, cât și guanina sunt obținute din precursorul nucleozid inozin monofosfat, care este sintetizat folosind atomi din aminoacizii glicină, glutamină și acid aspartic și formiat transferat din coenzima tetrahidrofolat. Pirimidinele, pe de altă parte, sunt sintetizate din orotat de bază, care este format din glutamina și aspartat.

Xenobiotice și metabolism redox

Toate organismele sunt expuse constant la compuși pe care nu le pot folosi Produse alimentareși care pot fi dăunătoare dacă se acumulează în celule deoarece nu au funcții metabolice. Acești compuși potențial dăunători se numesc xenobiotice. Xenobiotice, cum ar fi medicamentele sintetice, otrăvuri naturale iar antibioticele sunt detoxificate de o serie de enzime care metabolizează xenobioticele. La om, aceste enzime includ citocrom P450 oxidaza, UDP-glucuroniltransferaza și glutation S-transferaza. Acest sistem enzimatic operează în trei etape, mai întâi prin oxidarea xenobioticelor (faza I) și apoi prin conjugarea grupărilor solubile în apă de pe moleculă (faza II). Xenobioticul solubil în apă modificat poate fi apoi pompat din celule și, în organismele multicelulare, poate fi metabolizat în continuare înainte de a fi eliminat din organism (faza III). În ecologie, aceste reacții sunt deosebit de importante în biodegradarea microbiană a poluanților și bioremedierea terenurilor contaminate și a scurgerilor de petrol. Multe dintre aceste reacții microbiene sunt observate în organismele multicelulare, dar datorită diversității incredibile a speciilor microbiene, aceste organisme se pot ocupa de o gamă mult mai largă de xenobiotice decât organismele multicelulare și, de asemenea, pot degrada chiar și poluanții organici persistenti, cum ar fi organoclorurii. O problemă înrudită pentru organismele aerobe este stresul oxidativ. Aici, procesele care implică fosforilarea oxidativă și formarea de legături disulfură în timpul plierii proteinelor produc specii reactive de oxigen, cum ar fi peroxidul de hidrogen. Acești oxidanți dăunători sunt îndepărtați de metaboliții antioxidanți, cum ar fi glutationul și enzime precum catalazele și peroxidazele.

Termodinamica organismelor vii

Organismele vii trebuie să respecte legile termodinamicii, care descriu transferul de căldură și munca. A doua lege a termodinamicii spune că, în orice sistem închis, cantitatea de entropie (dezordine) nu poate scădea. Deși uimitoarea complexitate a organismelor vii pare să contrazică această lege, viața este posibilă deoarece toate organismele sunt sisteme deschise care fac schimb de materie și energie cu mediul lor. Astfel, sistemele vii nu sunt în echilibru, ci sunt sisteme disipative care își mențin starea de complexitate ridicată, determinând o creștere mai mare a entropiei mediului lor. Metabolismul celular realizează acest lucru prin combinarea proceselor de catabolism spontan în procese de anabolism nespontan. În ceea ce privește termodinamica, metabolismul menține ordinea prin crearea dezordinei.

Reglementare și control

Deoarece mediul majorității organismelor se schimbă constant, reacțiile metabolice trebuie reglate fin pentru a menține un set constant de condiții în interiorul celulelor, o stare numită homeostazie. Reglarea metabolică permite, de asemenea, organismelor să răspundă la semnale și să interacționeze activ cu mediul lor. Două concepte strâns legate sunt esențiale pentru înțelegerea modului în care sunt controlate căile metabolice. În primul rând, reglarea enzimei pe parcurs, deoarece activitatea acesteia crește și scade ca răspuns la semnale. În al doilea rând, controlul acestei enzime este efectul pe care îl au aceste modificări nivel general poteci (curge prin potecă). De exemplu, o enzimă poate prezenta schimbări mari în activitate (adică, foarte reglată), dar dacă aceste modificări au un efect redus asupra fluxului căii metabolice, atunci acea enzimă nu este implicată în controlul căii. Există mai multe niveluri de reglare metabolică. La regulamentul intern, calea metabolică este autoreglată, răspunzând la modificările nivelurilor de substrat sau de produs; de exemplu, scăderea cantității de produs poate crește fluxul prin căile de compensare. Acest tip de reglare implică adesea reglarea alosterică a activității mai multor enzime pe parcurs. Reglarea externă implică o celulă dintr-un organism multicelular, schimbându-și metabolismul ca răspuns la semnalele de la alte celule. Aceste semnale sunt de obicei sub formă de mesageri solubili, cum ar fi hormoni și factori de creștere și sunt detectate receptori specifici pe suprafata celulei. Aceste semnale sunt apoi transmise în celulă prin intermediul sistemelor de mesageri secundare, care sunt adesea implicate în fosforilarea proteinelor. Foarte bun exemplu reglementare externă reglarea metabolismului glucozei de către hormonul insulină. Insulina este produsă ca răspuns la creșterea nivelului de glucoză din sânge. Legarea hormonului de receptorii de insulină de pe celule activează apoi o cascadă de protein kinaze care determină celulele să preia glucoza și să o transforme în molecule de stocare, cum ar fi acizii grași și glicogenul. Metabolismul glicogenului este controlat de activitatea fosforilazei, enzima care descompune glicogenul, și de glicogen sintetaza, enzima care îl produce. Aceste enzime sunt reglate reciproc, fosforilarea inhibând glicogen sintetaza, dar activând fosforilaza. Insulina provoacă sinteza glicogenului prin activarea proteinei fosfatazei și produce o scădere a fosforilării acestor enzime.

Evoluţie

Explorare și manipulare

În mod clasic, metabolismul este studiat într-o abordare reducționistă axată pe o singură cale metabolică. Deosebit de valoroasă este utilizarea etichetelor radioactive în întregul organism, țesuturi și la nivel celular, care determină căile de la precursori la produse finale prin identificarea intermediarilor marcați radioactiv și a altor produse. Enzimele care catalizează aceste reacții chimice pot fi apoi purificate și studiate pentru cinetica și răspunsul lor la inhibitori. O abordare paralelă este identificarea moleculelor mici în celulă sau țesuturi; setul complet al acestor molecule se numește metabolom. În general, aceste studii oferă performanță bună despre structura și funcția căilor metabolice simple, dar sunt insuficiente atunci când sunt aplicate la sisteme mai complexe, cum ar fi metabolismul celular întreg. Acum este posibil să se utilizeze aceste date genomice pentru a reconstrui rețele complete de reacții biochimice și pentru a produce mai multe reacții holistice. modele matematice care poate explica și prezice comportamentul lor. Aceste modele sunt deosebit de puternice atunci când sunt utilizate pentru a integra datele metabolice și ale căii obținute prin metode clasice cu datele despre expresia genelor din studiile de proteomică și microarray ADN. Folosind aceste tehnici, se creează în prezent un model de metabolism uman care va ghida viitoarea descoperire a medicamentelor și cercetarea biochimică. Aceste modele sunt utilizate în prezent în analiza rețelelor pentru a clasifica bolile umane în grupuri care au proteine comune sau metaboliți. Rețelele metabolice bacteriene sunt un prim exemplu de organizare „în arc”, o arhitectură capabilă să introducă o gamă largă de nutriențiși produc o mare varietate de produse și macromolecule complexe cu relativ puțini intermediari. Principala aplicație tehnologică a acestor informații este ingineria metabolică. Aici, organisme precum drojdia, plantele sau bacteriile sunt modificate genetic, făcându-le mai utile în biotehnologie și facilitând producția. medicamente precum antibioticele sau substanțele chimice industriale precum 1,3-propandiolul și acidul shikimic. Aceste modificări genetice au ca scop de obicei reducerea cantității de energie utilizată pentru a produce un produs, creșterea dimensiunii producției și reducerea producției de deșeuri.

Poveste

Termenul „metabolism” provine din grecescul Μεταβολισμός – „Metabolismos”, adică „schimbare” sau „revoluție”. Primele referiri documentate la metabolism au fost făcute de Ibn al-Nafis în lucrarea sa datată din 1260 d.Hr., intitulată Al-Risalah al-Kamiliyyah fil Siera al-Nabawiyyah (Tratatul lui Kamil despre biografia profetului), care includea următoarea expresie „ambele corpul și părțile sale sunt într-o stare constantă de dizolvare și hrănire, așa că suferă inevitabil o schimbare constantă. Istoria studiului științific al metabolismului se întinde pe câteva secole și trece de la studiul animalelor întregi în studiile timpurii la luarea în considerare a reacțiilor metabolice individuale în biochimia modernă. Primele experimente controlate asupra metabolismului uman au fost publicate de Santorio în 1614 în Ars de statica Medicina. El a descris cum s-a cântărit înainte și după ce a mâncat, a dormit, a lucra, a făcut sex, a postit, a băut și a mers la toaletă. A descoperit că cea mai mare parte a alimentelor pe care le-a ingerat a fost irosită într-un proces pe care l-a numit „transpirație imperceptibilă”. În aceste studii timpurii, mecanismele acestor procese metabolice nu au fost identificate și s-a crezut că forta vietii revitalizează țesutul viu. În secolul al XIX-lea, în timp ce studia fermentarea zahărului în alcool prin drojdie, Louis Pasteur a ajuns la concluzia că fermentația a fost catalizată de substanțe din celulele de drojdie, pe care le-a numit „enzime”. El a scris că „fermentația alcoolică se referă la viața și organizarea celulelor de drojdie, nu la moartea sau putrefacția celulelor”. Această descoperire, împreună cu munca lui Friedrich Wöhler din 1828 privind sinteza chimică a ureei, are distincția de a fi primul compus organic fabricat din precursori complet anorganici. Acest lucru a dovedit că compușii organici și reacțiile chimice din celule nu diferă în principiu de orice altă parte a chimiei. Descoperirea enzimelor la începutul secolului al XX-lea de către Eduard Buechner a separat studiul reacțiilor chimice ale metabolismului de studiul biologic al celulelor și, de asemenea, a marcat și nașterea biochimiei. Cunoștințele biochimice au crescut rapid în prima jumătate a secolului XX. Unul dintre cei mai prolifici dintre biochimiștii din acea vreme a fost Hans Krebs, care a adus o contribuție uriașă la studiul metabolismului.

Metabolismul este procesul de transformare chimică a nutrienților care intră în corpul nostru. Metabolism în cuvinte simple- acesta este momentul în care organismul descompune alimentele pe care le-am consumat în componente mici și construiește noi molecule ale corpului nostru din ele.

Termenul în sine a fost format din cuvântul grecesc „Metabole”, care se traduce prin „schimbare” sau „transformare”. Acest cuvânt include multe - atât caracteristici hormonale, cât și caracteristici fizice și o dependență directă a fizicului de numărul de calorii pe care le consumi.

Prin urmare, pentru a clarifica, să ne ocupăm de totul în ordine.

În primul rând, cei cărora le pasă de pierderea în greutate „competentă” ar trebui să se gândească la metabolism. Aproximativ, dar de înțeles, metabolismul este un fel de cuptor, a cărui putere depinde de rata de ardere a caloriilor noastre. O rată metabolică ridicată face, în general, minuni - reduce cantitatea de calorii urâte până la o astfel de stare încât organismul începe să se hrănească cu propriile rezerve. Așa merge grăsimea.

RMR (Rest Metabolic Rate) - numărul de calorii care este suficient pentru a menține organismul în viață. Pentru fiecare individ, acest indicator este individual - acesta este deja o dată pur genetică.
Următoarea parte integrantă a metabolismului este greutatea corporală și masa musculară. Există o dependență directă a unuia față de celălalt - masă musculară mai mare - metabolism mai mare și invers. De ce s-a întâmplat? Da, doar o jumătate de kilogram de mușchi „distruge” 35-50 de calorii pe zi. Aceeași cantitate de grăsime va economisi doar 5-10 calorii.
Componenta #3 este a ta glanda tiroida. Prin urmare, un sfat valoros este pentru cei care au peste 30 de ani are sens să meargă la medic și să facă toate analizele pentru hormoni + ecografie a glandei tiroide. Ea este cea care are o fuziune directă asupra metabolismului și arderii grăsimilor.

Anabolism și catabolism

Două concepte la fel de importante legate direct de un metabolism sănătos.

Anabolism - set procese chimice responsabil pentru țesuturile, celulele corpului tău, dezvoltarea lor și pentru sinteza aminoacizilor.

Catabolismul este descompunerea moleculelor alimentare pentru conversia lor ulterioară în energie în corpul tău.

Energia derivată din catabolism este necesară pentru viață plină organism.

Deci, cum vă folosiți cu adevărat arzătorul de grăsimi încorporat în mod corect? Da, totul, în general, nu este dificil.

Primul stagiu- stai in fata oglinzii, evalueaza-te cat se poate de obiectiv si decide-ti tipul de corp - de asta are legatura directa metabolismul si, de fapt, primul pas pentru a incepe sa controlezi aparatul de ardere a grasimii proprii.

Cu toții suntem diferiți, dar majoritatea oamenilor de știință sunt de acord asupra a trei tipuri de structură a corpului uman:

Ectomorf

Are un corp mic;
Forma pieptului este plată;
Umerii sunt îngusti;
Fizicul este slab;
Mușchii sunt absenți;
Câștigarea masei musculare este destul de dificilă;
Metabolism foarte rapid.

Dacă ești acel ectomorf „slăbănog”, atunci este nevoie să consumi un număr mare de calorii. Și aici există o mică bucurie fără îndoială - ectomorful TREBUIE să mănânce înainte de culcare pentru a dezactiva procesele de catabolism. Aproape toată activitatea fizică la ectomorfi ar trebui direcționată către anumite grupe musculare. Ar fi bine să folosiți suplimente nutritive sportive.

Mezomorf

Fizic atletic, atletic;
Forma corpului este dreptunghiulară;
Mezomorfii tind să fie foarte puternici;
Nu întâmpinați probleme cu creșterea masei musculare;
Poate avea probleme cu recrutarea de la greutate excesiva.

Nu aveți probleme cu construirea musculară, precum și cu construirea excesul de grăsime. Aceasta nu este o mâncare bună - va trebui să monitorizați constant ce mâncați și în ce cantitate. Adică, pentru mezomorfi, o dietă selectată corespunzător este vitală. De asemenea, nu este nevoie de cardio obișnuit.

Endomorf

Contururi rotunjite ale figurii;
Atât muşchii cât şi masa grasa să crească, după cum se spune, „cu breton”;
Scăzut;
Aveți probleme cu pierderea în greutate
Metabolismul este lent.

Cel mai important lucru pentru endomorfi este o dietă cu proteine calculate cu calorii + antrenament cardio constant - alergare, ciclism, mers pe jos.

Etapa următoare- tratați conceptele care decurg din cele de mai sus - metabolism rapid și lent.

Metabolism lent - exprimat prin apetit ridicat și lipsă de dorință de mișcare și exerciții fizice specie activă sport. Aici, în primul rând, este important să schimbăm dieta și obiceiurile alimentare în general. După, rezultatul obținut se va menține mai ușor cu educația fizică.

Metabolismul rapid - dimpotrivă, se exprimă în dorința de a mânca mai puțin și de a se mișca mai mult. Astfel de oameni sunt cel mai adesea supărați de faptul că le este catastrofal de greu să câștige masa muscularaîn ciuda tuturor eforturilor. Persoanele cu metabolism rapid au nevoie de o dietă adecvată, bogată în calorii și de un sistem de antrenament bine gândit, care să transforme energia primită în direcția corectă.

Stadiu final. Slăbește și folosește cu înțelepciune procesele metabolice din corpul tău.

De ce depinde metabolismul?

Vârsta, greutatea, înălțimea, sexul, fizicul (citiți mai sus despre tipurile de corp);
Nutriție, activitate fizică (și combinația lor competentă în funcție de tipul structurii corpului);
Starea de sănătate (stabilă fond hormonal care este verificat de un endocrinolog);
Sănătate mintală (lipsa de stres și orice alți factori de distrugere mentală).

Procesele metabolice din țesutul adipos sunt nebun de lente în comparație cu metabolismul din țesutul muscular. Cei care chiar au probleme cu supraponderal au nevoie de mai puțină energie, dar totuși mănâncă mai mult decât este necesar. Această energie „mâncat” în plus nu este consumată, ci intră rapid în „rezervele” de grăsime ale corpului nostru – și unde să o mai punem? Desigur, cu un astfel de metabolism, nu este posibil să slăbești.

Excesul de grăsime, pătrunzând treptat în organe interne, afectează stabilitatea sistemului endocrin și ne slăbește nivelurile hormonale. La femei, de exemplu, excesul de grăsimeîn organism provoacă întârzieri sau defecțiuni constante ale ciclului. Există posibilitatea dezvoltării sindromului metabolic.

Ce este sindromul metabolic?

Aceasta este o afecțiune în care stratul de grăsime subcutanat duce la încălcări grave ale proceselor metabolice interne - lipide și carbohidrați. Acesta este exact cazul în care o persoană începe să se „umfle” literalmente din orice. Există probleme cu inima și hipertensiunea arterială. Tensiunea arterială și zahărul din sânge cresc brusc.

Cu toate acestea, trebuie remarcat faptul că toate aceste simptome nu se aplică sindrom metabolic dacă fizicul tău (talie și greutate) este normal. Deși, chiar și în acest caz, este necesară o vizită la medic.

Cum să-ți accelerezi metabolismul pentru a pierde în greutate?

Nu te mai păcăli!
Eliminați grăsimile și carbohidrații simpli din dietă (ciocolată, chifle, prăjituri, unt etc.)
Limitați-vă la proteine slabe (piept de pui, lapte, albus de ou) și fibre (fructe, legume). Așa că, în sfârșit, îți vei îmbunătăți metabolismul și îți vei accelera metabolismul.
Reduceți carbohidrații - dimpotrivă, încetinesc metabolismul.
Ridicați tonusul muscular, faceți sport, creșteți sarcina asupra mușchilor.

2) Într-un sens mai restrâns, metabolismul este un schimb intermediar, adică. transformarea anumitor substanțe în interiorul celulelor din momentul în care acestea intră până la formarea produselor finite (de exemplu, metabolismul proteinelor, metabolismul glucozei).

Enciclopedia modernă. 2000 .

Sinonime:

Vezi ce este „METABOLISM” în alte dicționare:

- (din limba greacă metabole change transformation), 1) la fel ca metabolismul 2) În sens mai restrâns, metabolismul este un schimb intermediar, adică transformarea anumitor substanțe în interiorul celulelor din momentul în care acestea intră până la formarea finală. produse (de exemplu, … …

Metabolism- (din limba greacă modificare metabolică, transformare), 1) la fel ca metabolism. 2) Într-un sens mai restrâns, metabolismul este un schimb intermediar, adică. transformarea anumitor substanțe în interiorul celulelor din momentul în care acestea intră și până la formarea produselor finite ... ... Dicţionar Enciclopedic Ilustrat

Dicționar ecologic

- (din greacă. modificare metabolică), metabolism, ansamblu de procese biochimice. transformări ale materiei și energiei în organismele vii. Metabolismul constă din două procese opuse de asimilare și disimilare. ecologic...... Dicționar ecologic

O direcție în arhitectură și urbanism care se dezvoltă încă din anii 1960. (Arhitecții japonezi Kenzo Tange, Kienori Kikutake și alții). Într-un efort de a depăși criza orașelor moderne, metabolismul propune principiul variabilității dinamice, ...... Mare Dicţionar enciclopedic

- (metabolism), procese și modificări chimice și fizice care apar constant într-un organism viu. Acestea includ descompunerea materiei organice (CATABOLISM), care duce la eliberarea de energie și sinteza compușilor organici (ANABOLISM) ... Dicționar enciclopedic științific și tehnic

Dicționar de metabolism al sinonimelor ruse. metabolism n., număr de sinonime: 3 schimb (55) ... Dicţionar de sinonime

- (din greacă. Schimbare metabolică, transformare), 1) la fel ca metabolismul. 2) În sens mai restrâns, M. schimb intermediar, acoperind întregul ansamblu de reacții, Ch. arr. enzimatice, care apar în celule și asigură atât descompunerea complexului... Dicționar enciclopedic biologic

Metabolismul este un ansamblu de procese de catabolism și anabolism care asigură dezvoltarea, activitatea vitală și auto-reproducția organismelor, legătura lor cu Mediul extern. (Sursa: „Microbiologie: un dicționar de termeni”, Firsov N.N., M: Bustard, 2006 ... Dicţionar de microbiologie

1. Termen care are 2 sensuri în geologie: a) procesul de dispariție a structurii octaedrice și apariția unei structuri granulare în meteoriții de fier supuși la încălzire prelungită (Berwerth, 1905); c) redistribuirea materialului (mobilizarea... Enciclopedia Geologică

Cărți

Metabolismul compușilor endogeni, V. G. Granik. Monografia este dedicată generalizării datelor referitoare la metabolismul compușilor endogeni. Este prezentat un material biochimic care ia în considerare degradarea și biosinteza compușilor endogeni care...
Metabolismul bacterian, G. Gottschalk. În cartea celebrului om de știință din Germania G. Gottschalk, tipurile de nutriție ale microorganismelor, modalitățile de transformare a carbohidraților, hidrocarburilor, aminoacizilor, acizilor organici și alți compuși, ...

Metabolismul este un puzzle important în imagine sau o piatră de hotar pe calea construirii unui regim de slăbire sau de creștere a mușchilor. Înțelegând acțiunea proceselor de bază ale biochimiei, este mai ușor să-ți atingi obiectivele, indiferent de tipul de fizic. Luați în considerare ce este - explicați limbaj simplu fără a intra în jungla științifică.

Ce este metabolismul din punct de vedere fiziologic - o explicație în limbaj simplu

Să revenim la subiectul puzzle-urilor. Dacă ne imaginăm corpul ca pe un set de elemente, atunci metabolismul uman este un mecanism care adună detalii într-o imagine mare și semnificativă. Acesta este metabolismul, un complex al tuturor reacțiilor biochimice. Orice organism crește și funcționează datorită aportului, transformării și eliminării anumitor substanțe. Metabolismul reglează procesele de transformare a componentelor venite din exterior. Datorită „ajustorului” încorporat, este posibil să se adapteze la factori externi. Fără procesul de bază, viața ar fi imposibilă.

Cum sunt legate metabolismul și greutatea corporală?

Greutatea corporală depinde de serie parametrii fiziologici si numarul de calorii consumate. Există o cerință energetică de bază. Pentru fiecare persoană este individual. Această nevoie se numește „porția” zilnică de energie (calorii) necesară pentru funcționarea normală a organismului în repaus.

Conținutul de calorii este calculat conform formulelor - pentru bărbați și femei. Bărbații trebuie să folosească următoarea formulă:

88.362 + (13.397 * greutate / kg) + (4.799 * înălțime / cm) - (5.677 * vârstă)

Femeile folosesc asta:

447.593 + (9.247 * greutate / kg) + (3.098 * înălțime / cm) - (4.330 * vârstă)

Rezultatul calculelor este un fel de notă zero. În efortul de a pierde în greutate, trebuie să consumați mai puțin decât numărul estimat de calorii. Culturistii, dimpotrivă, trebuie să înmulțească rezultatul cu un anumit factor.

Esența metabolismului

Procesul de metabolism este transformarea substanțelor chimice. Sistemele și țesuturile corpului au nevoie de componente cu o structură de nivel scăzut. Cu alimente, obținem componente de nivel înalt care necesită despicare.

Metabolismul este două tipuri de procese legate între ele:

- împărțirea elementelor complexe în altele mai simple; ca urmare a degradării, se generează energie;
- formarea substantelor necesare organismului din componente obtinute din exterior; ca urmare, se formează noi celule și țesuturi.

Schema de curgere și alternanță a proceselor este foarte complexă. Dar o înțelegere de bază a ambelor este importantă atât pentru pierderea în greutate, cât și pentru creșterea în masă.

Metabolismul proteinelor

este descompunerea proteinelor în aminoacizi. Orice atlet de forță știe că proteinele sunt componenta esentiala pentru construirea și regenerarea țesutului muscular. Dar, pe lângă aceasta, proteina îndeplinește și alte funcții, nu mai puțin importante:

distribuie nutrienții în tot organismul;
prevede munca normala Sistemul endocrin;
favorizează formarea hormonilor sexuali;
accelerează procesele biochimice.

Metabolismul proteinelor constă din următorii pași:

aportul de proteine în organism;
denaturarea elementelor la proteine de ordinul întâi;
împărțirea în aminoacizi individuali;
transportul aminoacizilor în organism;
construirea țesuturilor (pentru sportivi, aceasta înseamnă în primul rând creșterea mușchilor);
un nou ciclu al metabolismului proteic - în această etapă are loc metabolismul proteinelor neutilizate în construcție;
excreția de aminoacizi reziduali.

Pentru un metabolism cu drepturi depline, complexul de aminoacizi este extrem de important. În sine, cantitatea de proteine este de mică importanță. La rezolvarea problemelor sportive și nutriționale, este necesar să se monitorizeze compoziția componentelor. Acest lucru este valabil mai ales pentru vegetarieni, deoarece produsele origine vegetală lipsește un set necesar de elemente.

Metabolismul grăsimilor

Grasimi - sursă importantă energie. Cu efort fizic pe termen scurt, energia stocată în mușchi intră mai întâi în joc. În timpul exercițiilor pe termen lung, corpul primește energie din grăsimi. Din înțelegerea caracteristicilor, se sugerează o concluzie - pentru defalcarea rezervelor de grăsime, este necesară o muncă destul de lungă și puternică.

Cea mai mare parte a grăsimii pe care organismul încearcă să o păstreze în rezervă. În stare normală, doar aproximativ 5% din grăsimi sunt excretate stabil înapoi. Metabolismul lipidelor (grăsimilor) este împărțit în trei etape:

defalcarea elementelor din stomac și intestine
schimb intermediar
separarea produselor reziduale

Transformarea parțială a grăsimilor are loc în stomac. Dar acolo procesul este lent. Principala degradare a lipidelor are loc în zona superioara intestinul subtire. Mare merit în metabolismul lipidelor aparține ficatului. Aici, unele dintre componente sunt oxidate, în urma cărora se generează energie. Cealaltă parte este descompusă în componente transportabile și intră în fluxul sanguin.

Metabolismul carbohidraților

Rolul principal este determinat valoare energetică acesta din urmă. Procesele metabolice ale acestor componente reprezintă aproximativ 60% din schimbul total de energie al organismului. Fără carbohidrați, munca fizică cu drepturi depline este imposibilă. De aceea, pentru antrenamentul productiv, baza dietei ar trebui să fie elemente „combustibile”. La nivel de bază, carbohidrații sunt glucoza. Este stocat în mușchi și ficat sub formă de glicogen.

Un concept important legat de metabolismul carbohidraților- (GI). Reflectă rata de absorbție a carbohidraților de către organism și creșterea zahărului din sânge. Scala GI este împărțită în 100 de unități, unde 0 indică alimente fără carbohidrați, iar 100 indică alimente saturate cu această componentă.

Pe baza acestui fapt, produsele sunt împărțite în simple și complexe. Primele au IG ridicat, cele din urmă sunt scăzute. Înțelegerea diferenței dintre cele două este foarte importantă. descompusă foarte repede în glucoză. Datorită acestui fapt, în câteva minute, organismul primește o porție de energie. Dezavantajul este că există suficientă creștere a energiei pentru 30-50 de minute. Când mănânci o cantitate mare de carbohidrați rapizi:

există slăbiciune, letargie;
se depun rezerve de grasime;
afectarea pancreasului.

S-au despărțit mult timp. Dar întoarcerea de la ei se simte până la 4 ore. Baza dietei ar trebui să fie elemente de acest tip.

Alimente cu IG scăzut:

Alimente cu IG mediu:

Alimente cu IG ridicat:

Metabolismul apei și mineralelor

Cea mai mare parte a corpului este apă. Semnificația metabolismului în acest context capătă o conotație pronunțată. Creierul este format din 85% apă, sânge - 80%, mușchi - 75%, oase - 25%, țesut adipos- cu 20%.

Apa este eliminată:

prin plămâni - 300 ml / zi (în medie);
prin piele - 500 ml;
cu urină - 1700 ml.

Raportul dintre lichidul consumat și excretat se numește. Dacă aportul este mai mic decât ieșirea, sistemele din organism eșuează. Consumul normal de apă pe zi este de 3 litri. Această sumă este suficientă pentru a asigura o bună productivitate și bunăstare.

Mineralele sunt spălate din corp cu apă. Din acest motiv, este de dorit să se suplimenteze apa minerală obișnuită. Aceasta este una dintre cele mai simple moduri de a compensa deficiența elementelor necesare. Se recomandă, cu ajutorul unui medic nutriționist, să se calculeze doza de săruri și minerale și să se facă o dietă pe baza acestor calcule.

Cauzele și consecințele defecțiunilor metabolice

Metabolismul este un proces complex și fragil. Dacă într-una dintre etapele de anabolism sau catabolism are loc o eșec, întreaga „construcție” biochimică este turnată. Problemele metabolice sunt provocate de:

ereditate;
mod greșit de viață;
diverse boli;
locuind într-o zonă cu ecologie slabă.

Motivul principal al eșecurilor este nesocotirea față de corpul tău. cantitate copioasă mâncare proastă- flagelul modernității. Alimentație necorespunzătoare iar inactivitatea duce la Ca urmare, o mulțime de oameni sunt obezi cu toate consecințele.

Printre simptomele care sugerează că ar trebui să vă ocupați de reglarea metabolismului:

greutate corporală crescută sau scăzută;
oboseala cronica;
probleme vizuale ale pielii;
fragilitatea părului și a unghiilor;
iritabilitate crescută etc.

Este posibil și necesar să se ocupe de consecințele eșecurilor metabolice. Dar este o prostie să te bazezi pe un efect instantaneu. Prin urmare, este mai bine să nu începeți singur. Și dacă se întâmplă acest lucru, trebuie să contactați experții și să aveți răbdare.

Ritmul metabolic în funcție de sex, vârstă, nutriție

Rata metabolică depinde nu numai de factori geneticiși stilul de viață, dar și pe gen și vârstă. Nivelurile de testosteron sunt mult mai mari la bărbați. Din acest motiv, reprezentanții sexului puternic sunt predispuși să câștige masa musculară. Și mușchii au nevoie de energie. De aceea schimb de bază substanțele la bărbați sunt mai mari - organismul consumă mai multe calorii.

Femeile, dimpotrivă, sunt mai predispuse la depunerea rezervelor de grăsime. Motivul constă în numărul mare de hormoni sexuali feminini - estrogeni. Femeile sunt nevoite să-și monitorizeze mai atent cifrele, deoarece merg dincolo stil de viata sanatos viața răspunde imediat la creșterea în greutate.

În ambele cazuri, există multe excepții. Mulți bărbați se îngrașă ușor, în timp ce multe femei sunt stabile în acest sens, chiar dacă mănâncă în mod regulat în exces. Acest lucru se datorează faptului că abundența factorilor care afectează nivelul metabolismului sunt strâns legate între ele. Dar, în general, genul joacă un rol enorm.

Majoritatea oamenilor schimb bazal substanțele se modifică odată cu vârsta. Acest lucru este ușor de observat prin observarea schimbărilor în propria formă sau în forma cunoștințelor. Fără a încerca să reziste timpului, după 30-40 de ani, sau chiar mai devreme, mulți oameni încep să se estompeze. Acest lucru este valabil și pentru ectomorfi. În tinerețe, cu greu reușesc să recupereze nici măcar un kilogram. Odată cu vârsta, kilogramele vin de la sine. Deși nu într-o asemenea cantitate ca în mezo- și endomorfi.

Cum să reziste schimbării? Deveniți adeptul unui stil de viață sănătos - mâncați bine și oferiți organismului activitate fizică. Numărați caloriile în funcție de nevoile individuale (formule care să vă ajute), faceți sport și metabolismul dumneavoastră va fi normal. Dacă, desigur, nu există alte tipuri de probleme.

Și cum să mănânci corect? da mare atentie produse, datorită cărora funcțiile metabolice din organism sunt îndeplinite corect. Dieta ar trebui să fie bogată:

fibre vegetale grosiere - morcovi, varză etc.;
fructe;
verdeaţă;
carne slabă;
fructe de mare.

Se recomandă să mănânci des și fracționat, să nu neglijezi micul dejun, să ții cont de compatibilitatea produselor. Cel mai bine este fie să studiați problema în detaliu, fie să căutați ajutor de la un specialist. Deoarece organismul lucrează cu ceea ce i s-a dat, se poate conta pe un metabolism normal doar dacă dieta este adaptată nevoilor individuale.

Metabolismul este procesul de transformare chimică a nutrienților care intră în corpul nostru. Metabolismul în cuvinte simple este atunci când organismul descompune alimentele pe care le-am consumat în componente mici și construiește noi molecule ale corpului nostru din ele.

Termenul Metabolism în sine a fost format din cuvântul grecesc „Metabole”, care se traduce prin „schimbare” sau „transformare”. Acest cuvânt include multe - atât caracteristici hormonale, cât și caracteristici fizice și o dependență directă a fizicului de numărul de calorii pe care le consumi. Prin urmare, pentru a clarifica, să ne ocupăm de totul în ordine.

Ce este metabolismul și cum să-l îmbunătățești

În primul rând, cei cărora le pasă de pierderea în greutate „competentă” ar trebui să se gândească la metabolism. Vorbind aspru, dar pe înțeles, metabolismul este un fel de cuptor, a cărui putere depinde de rata de ardere a caloriilor noastre. O rată metabolică ridicată face, în general, minuni - reduce cantitatea de calorii urâte până la o astfel de stare încât organismul începe să se hrănească cu propriile rezerve. Așa merge grăsimea.

În ce constă metabolismul?

RMR (Rest Metabolic Rate) - numărul de calorii care este suficient pentru a menține organismul în viață. Pentru fiecare individ, acest indicator este individual - acesta este deja o dată pur genetică.

Următoarea parte integrantă a metabolismului este greutatea corporală și masa musculară. Există o dependență directă a unuia față de celălalt - masă musculară mai mare - metabolism mai mare și invers. De ce s-a întâmplat? Da, doar o jumătate de kilogram de mușchi „distruge” 35-50 de calorii pe zi. Aceeași cantitate de grăsime va economisi doar 5-10 calorii.

Componenta #3 este glanda tiroidă. Prin urmare, un sfat valoros este pentru cei care au peste 30 de ani are sens să meargă la medic și să facă toate analizele pentru hormoni + ecografie a glandei tiroide. Ea este cea care are o fuziune directă asupra metabolismului și arderii grăsimilor.