Катаболизм - что это такое, общий путь и этапы процесса в организме

Увеличивайте физическую активность

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

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

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

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

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

Все упражнения можно разделить на три большие категории

Аэробное упражнение

Целью аэробного упражнения является улучшение потребления кислорода организмом. Термин «аэробный» тесно связан с кислородом. Определение аэробный применяется к метаболическим процессам, в ходе которых используется кислород (катаболические процессы).Термин анаэробный означает «без воздуха». Анаэробные упражнения увеличивают мышечную силу и нашу способность двигаться с резким ускорением. Вы можете представить анаэробные упражнения как короткие и быстрые, или короткие и интенсивные. Анаэробные упражнения включают силовой тренинг, спринт, быстрые и интенсивные прыжки через скакалку и любые другие быстрые последовательности интенсивных движений.

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

Упражнения на развитие координации и равновесия

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

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

Чтобы извлечь из тренировок максимум пользы, вы должны комбинировать аэробные и анаэробные упражнения. Но вы не должны заниматься пять раз в неделю.Исследователи из Университета Хериот-Уотт в Эдинбурге (Шотландия) пришли к выводу, что даже непродолжительная, но регулярная и интенсивная нагрузка, например, короткая сессия из четырех-шести 30-секундных высокоинтенсивных спринтов на велотренажере раз в два дня, значительно улучшает способность организма утилизировать сахара.

Что улучшает метаболизм?

Наиболее простым способом улучшения работы метаболизма является совмещение регулярных (но умеренных) занятий спортом с повышением калорийности питания на 10-15% и переходом на правильное питание. В этом случае улучшается обмен инсулина в организме, в результате чего лишние калории начинают тратится на подготовку тела к предстоящим физическим нагрузкам, а не запасаться в жировой ткани.

Силовые тренировки ведут к росту мышц, что повышает потребности базового метаболизма в энергии, поскольку мускулатура является лидером по потребляемым калориям. Кардиотренировки положительно влияют на работу кровеносной системы — в том числе, на состояние сосудов и снижение уровня плохого холестерина. По сути, улучшить метаболизм может даже контроль за количеством пройденных за день шагов.

Затраты тела на базовый метаболизм:

20% — мышцы
19% — печень
17% — мозг
10% — пищеварительная система
8% — сердце
7% — почки

Тренировки и упражнения для разгона метаболизма

Лучшим упражнением для ускорения метаболизма является упражнение бёрпи. Напомним, что оно сочетает в себе элементы приседаний, планки, отжиманий от пола и прыжков вверх. При выполнении бёрпи в работе задействованы все крупные мышечные группы тела, а максимальную нагрузку получают пресс, ноги, грудь и верх спины. Упражнение развивает не только выносливость, но также силу и координацию движений.

В свою очередь, лучшим видом тренировок для перевода метаболических процессов в жиросжигающий режим является тренинг по методу табата³. Плюсом подобной методики является короткая продолжительность тренинга (суммарно около 20 минут) и возможность тренироваться с различным оборудованием — как с весом тела, так и с гантелями или с использованием элементов функционального тренинга (гири, кикбоксинг, спринтерский бег).

Тренировки для ускорения метаболизма:

Высокоинтенсивный интервальный тренинг (включая табата)
Тренировки для набора мышечной массы
Круговые тренировки
Плавание и другие виды кардио

***

Метаболизм — это процесс обмена веществ с целью превращения энергии пищи и воздуха в энергию для жизнедеятельности организма. Наиболее простым способом улучшения работы метаболизма является совмещение регулярных (но умеренных) занятий спортом с повышением калорийности питания на 15-20% и переходом на правильное питание.

Effects of varying amounts of carbohydrate on metabolism after weight loss, source
Active vs. passive recovery during high-intensity training influences hormonal response, source

Рейтинг материала:

Метаболизм — что это такое? Как ускорить обмен веществ для похудения?,

4.40 / 5

Вам необходимо включить JavaScript, чтобы проголосовать

Этапы

Катаболизм можно разбить на 3 основных этапа: переваривание, высвобождение энергии, накопление энергии

Важно отметить, что катаболические пути сходятся, вливаясь на третьей стадии в общий путь — цикл лимонной кислоты

Первый этап

На стадии I углеводы, жиры и белки расщепляются на отдельные мономерные единицы: углеводы на простые сахара, жиры на жирные кислоты и глицерин, а белки на аминокислоты.

Одна из частей I стадии катаболизма называется перевариванием – это распад молекул пищи в результате реакций гидролиза на отдельные мономерные единицы, который происходит во рту, желудке и тонком кишечнике.

Второй этап

На стадии II мономерные звенья (или строительные блоки) расщепляются по различным путям.

Один из которых производит АТФ, с образованием общего конечного продукта, который затем может быть использован на стадии III для производства еще большего количества АТФ.

Третий этап

На этом этапе происходит сохранение высвободившейся энергии. Этот процесс обеспечивает химическую энергию, необходимую для поддержания и роста клеток.

Некоторые примеры катаболических процессов включают гликолиз, цикл лимонной кислоты, расщепление мышечного белка с целью использования аминокислот в качестве субстратов для глюконеогенеза, расщепление жира в жировой ткани до жирных кислот и окислительное дезаминирование нейротрансмиттеров моноамином оксидаза.

Влияние сна на скорость метаболизма

Как еще можно улучшить метаболизм? Одним из способов является нормализация режима сна. Наш организм является не только машиной, но и компьютером, которому периодически нужна перезагрузка.

Кроме этого, энергетическая эффективность потребляемой пищи значительно снижается. Все это является стрессом для организма, и он стремится оптимизировать собственные ресурсы для сохранения энергии. Естественно поэтому не выспавшиеся люди всегда вялые, а иногда даже плохо соображающие. Для того чтобы ускорить метаболизм используйте 2 хитрости:

Вне зависимости от того, когда вы ложитесь спать, стремитесь нормализовать количество сна на 4-х часовом цикле. Оптимальный вариант – два 4-ех часовых цикла в ночное время (т.е. 8 часов сна).
Перед сном рекомендуется употребление казеинового белка. Казеин позволяет стимулировать пищеварение в ночное время, выполняя одновременно две функции. Увеличивает расход калорий в ночное время и питает необходимыми аминокислотами мышцы.

Не стремитесь заменить кофеином и другими энергетиками сон. Так как после резкого ускорения жизнедеятельности наступает откат, который может длиться намного дольше, а получившийся стресс приведет к планомерному и стабильному замедлению обмена веществ. Люди, которые постоянно пьют кофе, если не выпьют чашку в день, то их метаболизм не разгонится и, как следствие, они не смогут войти в рабочий режим, что скажется на их работоспособности.

Как замедлить?

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

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

Увеличить время анаболических процессов.
Уменьшить стресс для организма.
Замедлить обмен веществ.

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

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

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

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

Как добиться наилучшего анаболизма мышц при тренировках

Чтобы поддерживать постоянный анаболизм мышц необходимо:

Правильно и сбалансировано питаться. Нужны как белки, так и углеводы, жиры, витамины и минералы. Углеводы следует поставить на вершину иерархии питательных веществ, поскольку без достаточного поступления энергии анаболизму не бывать. Помните, если энергии не хватает, наступает катаболизм.

Употребляйте больше сложных углеводов и клетчатки из овощей, рассчитайте суточную потребность в углеводах, исходя из формулы: 3-4 грамма углевода умножить на массу тела.

Аминокислоты (белки) необходимы для синтеза новых клеток, но уже не в таком количестве, как углеводы. Продукты, богатые животным белком, усваиваются намного лучше, чем источники растительного белка. Употребляйте яйца, нежирное мясо птиц, говядину, рыбу и морепродукты, а также молочные изделия (нежирный творог, молоко, сыр). Чтобы узнать суточную потребность в белке, умножьте 2-3 грамма на массу тела.
Употребляйте жирные кислоты из пищи или добавок спортивного питания с расчетом: 1 грамм на каждый килограмм тела

Уделяйте внимание восстановлению мышц. Здоровый и полноценный сон – залог успешного анаболизма, чей враг кортизол. Спите не менее 7-8 часов, не переутомляйтесь

Ежедневные тренировки ни к чему, это совсем не ускоряет рост мышц, а наоборот, тормозит. Подробнее о восстановлении мышц после тренировки →

Спите не менее 7-8 часов, не переутомляйтесь. Ежедневные тренировки ни к чему, это совсем не ускоряет рост мышц, а наоборот, тормозит. Подробнее о восстановлении мышц после тренировки →

Питайтесь часто, не пропуская приемы пищи или добавок. Частое питание, в соответствии и индивидуальными расчетами количества БЖУ, поддерживает высокий уровень анаболических гормонов, постоянно насыщает всеми питательными веществами, предупреждая катаболические процессы.

Как тот или иной вид спортивного питания влияет на анаболизм

Спортивное питание, играет немаловажную роль в стимулировании анаболических процессов, а главное позволяет замедлять катаболизм. Рассмотрим как тот или иной вид вспомогательных веществ влияет на спортивные результаты.

Вид спортивного питания	Механизм взаимодействия
Протеиновый коктейль	Повышенное содержание белка, влияет на общий гормональный фон, что стимулирует анаболизм. Позволяет быстрее восстановится после тренировок, тем самым сместив общий баланс в сторону анаболических процессов
Креатин фосфат	Транспортная аминокислота, которая позволяет замедлить катаболическое разрушение мышц за счет возникновения нового источника энергии.
Гейнер	Мощный энергетический комплекс, который за счет выделения в кровь инсулина позволяет затормозить катаболические процессы. Наличие белка стимулирует анаболизм.
Аминокислоты	Прямые строители мышц, не требующие дополнительного переваривания. Стимулируют стадию клеточного развития анаболических процессов.
Л-карнитин	Транспортная аминокислота, которая позволяет замедлить катаболическое разрушение мышц за счет возникновения нового источника энергии.
Омега 3 жирные кислоты	Является мощным антикатаболиком. Смещает баланс между омега 6 кислотами, позволяя увеличить выработку полезного холестерина.
Поливитамины	Комплексное воздействие, косвенно стимулирующее анаболизм, и замедляющее катаболизм.
Стимуляторы тестостерона	Влияют на анаболические процессы на гормональном уровне. Стимуляция выработки тестостерона активизирует первую фазу анаболических процессов, благодаря чему улучшается рост силовых показателей.

Тренировка: тратим жир и сохраняем мышцы

Правильная организация тренировок с учетом катаболизма включает несколько моментов:

Чтобы расщепить жировые клетки, необходим строго дозированный дефицит калорийности – не больше10–15 % от суточной потребности. На сушке с потерей веса этот дефицит нужно уменьшать. К 3-й неделе он должен составить 5–7 %.
Для сохранения мышечной ткани в условиях дефицита энергии необходимы тренировки – тогда организм поймет, что мышцы «при деле», не станет превращать их в энергетический источник.
Режим тренировок – 3–4 раза в неделю по 45 минут; тренироваться нужно часто, но непродолжительно. Перетренированность – один из главных факторов катаболизма мышц.
Нагрузки должны быть интенсивными: рабочий вес соответствует возможности работать с ним до 12 раз при первом подходе. Оптимально будет чередовать нагрузку на три группы мышц, и выполнять её по кругу.
Силовые упражнения должны создать ситуацию стресса. В первые 25–30 минут тренировки организм тратит свои энергетические запасы из гликогена печени, затем гормоны направляют процесс извлечения энергии из жировых депо, минуя работающие мышцы. Расщепление жирных кислот длится около 20 минут – это и есть время эффективного жиросжигания на тренировке.

https://youtube.com/watch?v=km1ItskPqJc

https://youtube.com/watch?v=DlvvYpIPAMY

«Обмен веществ и превращения энергии. Ферменты»

Раздел ЕГЭ: 2.5. Обмен веществ и превращения энергии — свойства живых организмов. Энергетический обмен и пластический обмен, их взаимосвязь. Стадии энергетического обмена. Брожение и дыхание. Фотосинтез, его значение, космическая роль. Фазы фотосинтеза. Световые и темновые реакции фотосинтеза, их взаимосвязь. Хемосинтез. Роль хемосинтезирующих бактерий на Земле.

Клетку можно уподобить миниатюрной химической фабрике, на которой происходят сотни и тысячи химических реакций. Обмен веществ — совокупность химических превращений, направленных на сохранение и самовоспроизведение биологических систем. Он включает в себя:

поступление веществ в организм в процессе питания и дыхания,
внутриклеточный обмен веществ, или метаболизм,
выделение конечных продуктов обмена.

Метаболизм складывается из двух одновременно протекающих в клетке процессов: пластического и энергетического обменов.

Энергетический обмен и пластический обмен

Пластический обмен (анаболизм, ассимиляция) представляет собой совокупность реакций синтеза, которые идут с затратой энергии АТФ. В процессе пластического обмена синтезируются органические вещества, необходимые клетке. Примерами реакций пластического обмена являются фотосинтез, биосинтез белка и репликация (самоудвоение) ДНК.

Энергетический обмен (катаболизм, диссимиляция) — это совокупность реакций расщепления сложных веществ до более простых. В результате энергетического обмена выделяется энергия, запасаемая в виде АТФ. Наиболее важными процессами энергетического обмена являются дыхание и брожение.

Пластический и энергетический обмены неразрывно связаны, поскольку в процессе пластического обмена синтезируются органические вещества и для этого необходима энергия АТФ, а в процессе энергетического обмена органические вещества расщепляются и высвобождается энергия, которая затем будет израсходована на процессы синтеза.

Энергию организмы получают в процессе питания, а высвобождают ее и переводят в доступную форму в основном в процессе дыхания.

Ферменты

Протекание химических реакций в живых организмах обеспечивается благодаря биологическим катализаторам белковой природы — ферментам, или энзимам. Как и другие катализаторы, ферменты ускоряют протекание химических реакций в клетке в десятки и сотни тысяч раз, а иногда и вообще делают их возможными, но не изменяют при этом ни природы, ни свойств конечного продукта (продуктов) реакции и не изменяются сами. Ферменты могут быть как простыми, так и сложными белками, в состав которых, кроме белковой части, входит и небелковая — кофактор (кофермент). Примерами ферментов являются амилаза слюны, расщепляющая полисахариды при длительном пережевывании, и пепсин, обеспечивающий переваривание белков в желудке.

Ферменты отличаются от катализаторов небелковой природы высокой специфичностью действия, а также возможностью регуляции действия за счет изменения условий протекания реакции либо взаимодействия с ними различных веществ. К тому же и условия, в которых протекает ферментный катализ, существенно отличаются от тех, при которых идет неферментный: оптимальной для функционирования ферментов в организме человека является температура 37° С, а давление должно быть близким к атмосферному.

Механизм действия ферментов заключается в снижении энергии активации веществ (субстратов), вступающих в реакцию, за счет образования промежуточных фермент-субстратных комплексов.

Стадии энергетического обмена. Брожение и дыхание.
Фотосинтез, его значение, космическая роль. Фазы фотосинтеза. Световые и темновые реакции фотосинтеза, их взаимосвязь. Хемосинтез. Роль хемосинтезирующих бактерий на Земле

Процессы анаболизма и катаболизма

Анаболизм (пластический обмен) – это процесс создания новых клеток и их структур, органических веществ и тканей организма, сопровождающийся поглощением энергии.

Этот процесс способствует:

развитию и росту новых тканей, в том числе и мышц;
обновлению и восстановлению биологических структур (клеток, тканей);
минерализации костей.

Процессы анаболизма происходят в покое и под действием анаболических гормонов (инсулин, гормон роста, стероиды), а также веществ с анаболической активностью (аминокислоты, протеины и др.).

Клинические примеры анаболизма – рост ногтей, мышечной массы, заживление трещин костей.

Катаболизм (энергетический обмен) – противоположный анаболизму процесс расщепления сложных веществ, структур клеток, органов и тканей до простых веществ.

Этапы катаболизма происходят с образованием энергии в виде АТФ. Таким образом, важнейшая функция катаболизма — обеспечить организм необходимой энергией из продуктов питания и дальнейшее использование этой энергии в нуждах организма.

Катаболизм провоцируют:

стресс;
физическая нагрузка;
голодание и др. ситуации, сопровождающиеся повышением концентрации адреналина;

Стадии катаболизма

Крупные молекулы (белки, жиры и углеводы) расщепляются до простых молекул. Этот процесс происходит в желудочно-кишечном тракте, вне клетки.
Во второй стадии простые молекулы поступают внутрь клетки, начинается образование энергии.
Третья стадия – дыхания (с участием кислорода), заканчивается она образованием углекислого газа, воды и большого количества энергии.

Клинический пример катаболизма – сжигание жира — похудение.

Процессы анаболизма и катаболизма в организме могут находиться в двух состояниях: равновесия или временного преобладания друг над другом.

Преобладание анаболического процесса способствует накоплению массы и росту тканей, а катаболического – к разрушению тканевых структур и образованию энергии.

Соотношение равновесия или неравновесия анаболизма и катаболизма находится в зависимости от возраста:

У детей преобладают анаболические процессы;
У взрослых оба процесса находятся в равновесии, но их соотношение может меняться от состояния здоровья, физической и психо-эмоциональной нагрузки;
У пожилых преобладает процесс катаболизма.

Синтез, распад, обмен, анаболизм, катаболизм и гипертрофия

Прежде чем мы двинемся дальше, я хотел бы дать определение тем терминам, которые будут использованы в данном руководстве:

Синтез мышечного белка – синтеза белка, происходящий в скелетной мышечной ткани
Распад мышечного белка – распад белка, происходящий исключительно в скелетной мышечной ткани
Белковый обмен – баланс между синтезом и распадом белка
Белковый анаболизм в мышцах — состояние мышечной ткани, при котором синтез белка превышает его распад, и когда мышцы, следовательно, увеличиваются в размерах.
Белковый катаболизм в мышцах – состояние мышечной ткани, при котором распад белка превышает его синтез, и когда мышцы, следовательно, уменьшаются в размерах.
Гипертрофия — разрастание ткани (обычно применительно к мышцам)
Атрофия – уменьшению мышц в объеме, усыхание (процесс противоположный гипертрофии)

Основные гормоны и факторы, относящиеся к белковому анаболизму и катаболизму в скелетных мышцах

Итак, мы подошли к главной теме данного руководства. Настало время поговорить о том, какие факторы играют наибольшую роль в анаболизме и катаболизме белка, что в конечном итоге и оказывает влияние на состав тела. Как упоминалось ранее, в ходе анаболических реакций формируются клеточные компоненты и молекулы, в то время как во время катаболических все происходит наоборот. Также напомню, что анаболические реакции требуют поступления энергии, а катаболические сопровождаются ее выделением. Оба процесса имеют большое значение в наращивании скелетной мышечной ткани — одного из наиболее важных аспектов улучшения состава тела.

Вот перечень тем, которые в дальнейшем будут рассмотрены:

Аминокислотный пул, транспортировка и окисление аминокислот
Инсулин
Инсулиноподобный фактор роста -1 (ИФР-1) и белок-3, связывающий инсулиноподобный фактор роста (IGFBP-3)
Гормон роста
Андрогенные гормоны
Эстрогенные гормоны
Гормоны щитовидной железы
«Гормоны стресса» — глюкокортикоиды, глюкагон и катехоламины

Помните, что многие гормоны и факторы, рассмотренные в данном руководстве, определенным образом взаимодействуют друг с другом, что почти невозможно (или как минимум непрактично) игнорировать, особенно в повседневной жизни.

Как замедлить?

Увеличить время анаболических процессов.
Уменьшить стресс для организма.
Замедлить обмен веществ.

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

Итог

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

Автор Евгения Снопко

Эксперт проекта.
диагностика, лечение, первичная, вторичная профилактика заболеваний почек, суставов, сердечно-сосудистой системы;
дифференциальная диагностика заболеваний различных органов и систем;
рекомендации по диетическому питанию, физическим нагрузкам, лечебной физкультуре, подбор индивидуальной схемы питания.