Что такое метаболизм в биологии

Обмен веществ: Правда и заблуждения о метаболизме

Текст: Ольга Лукинская

СЛОВО «МЕТАБОЛИЗМ» ЧАСТО УПОТРЕБЛЯЮТ К МЕСТУ И НЕ К МЕСТУ, но не все до конца понимают, что такое обмен веществ и по каким законам он функционирует. Чтобы в этом разобраться, мы спросили спортивного диетолога, члена Международной ассоциации спортивных наук (ISSA) Леонида Остапенко и клинического психолога, основателя Клиники расстройств пищевого поведения Анну Назаренко, что нужно знать о метаболизме, и как не навредить своему телу в попытках его изменить.

Что такое метаболизм

Метаболизм, или обмен веществ, объединяет все химические реакции в организме. Они происходят непрерывно и включают катаболизм — разрушение белков, жиров и углеводов для получения энергии и «строительных материалов» — и анаболизм, то есть создание клеток или синтез гормонов и ферментов. Наша кожа, ногти и волосы и все остальные ткани регулярно обновляются: для их построения и восстановления после травм (например, для заживления ран) нужны «кирпичики» — в первую очередь белки и жиры — и «рабочая сила» — энергия. Всё это и называется обменом веществ.

Под метаболизмом подразумевают оборот энергии, необходимой для подобных процессов. Её затраты при основном обмене — это калории, которые уходят на поддержание температуры тела, работу сердца, почек, лёгких, нервной системы. К слову, при основном обмене в 1 300 килокалорий 220 из них приходится на работу мозга. Метаболизм можно разделить на основной (или базальный), который происходит постоянно, в том числе во сне, и дополнительный, связанный с любой активностью, отличной от покоя. Обмен веществ есть у всех живых организмов, включая растения: считается, что самый быстрый метаболизм у колибри, а самый медленный — у ленивца.

Что влияет на скорость обмена веществ

Мы часто слышим выражения «медленный метаболизм» или «быстрый метаболизм»: зачастую имеют в виду возможность сохранять стройность без ограничений в еде и физических нагрузок или, наоборот, склонность легко набирать вес. Но скорость обмена веществ отражается не только на внешности. У людей с быстрым метаболизмом на жизненно важные функции, например работу сердца и мозга, за одно и то же время тратится больше энергии, чем у обладателей медленного обмена веществ. При равных нагрузках один человек может завтракать и обедать круассанами, мгновенно сжигая все полученные калории, а другой будет стремительно набирать вес — это значит, что у них разная скорость базального обмена. Он зависит от множества факторов, на многие из которых нельзя повлиять.

Факторы метаболизма, которые не поддаются коррекции, называют статическими: это наследственность, пол, тип телосложения, возраст. Однако есть условия, на которые можно повлиять. К таким динамическим параметрам относятся масса тела, психоэмоциональное состояние, организация рациона, уровень выработки гормонов, физические нагрузки. От взаимодействия всего перечисленного и зависит скорость обмена. Если правильно корректировать факторы второй группы, можно в некоторой степени ускорить или замедлить метаболизм. Результат будет зависеть от особенностей генетики и устойчивости всей системы обмена.

В интернете полно калькуляторов, позволяющих рассчитать скорость своего базального обмена на основе лишь пола, возраста и индекса массы тела, но какой он на самом деле, узнать не так просто. Нормальным метаболизмом считается такой, который обеспечивает все потребности организма в энергии и питательных веществах без симптомов нарушений здоровья; при правильном обмене все ткани обновляются с нормальной скоростью. На фоне пагубных стандартов красоты, ставящих во главу угла стройность, сложилось мнение, что медленный метаболизм плох, а быстрый хорош. Однако слишком быстрый обмен тоже может нанести вред.

← Как работа щитовидной железы влияет на метаболизм

Иногда ускоренный метаболизм появляется при нарушениях гормонального статуса и может привести к проблемам формирования костей и мышц у детей и подростков, ослаблению иммунитета, приостановке роста, нарушениям менструального цикла, тахикардии и анемии. Некоторые болезни, например ихтиоз, также сопровождаются ускоренным обменом веществ: о связанных с этим сложностях рассказывала наша героиня. В свою очередь, слишком медленный обмен приводит к чрезмерному накоплению жировых отложений и возникновению ожирения, что может повышать риск сердечных заболеваний, повышенного артериального давления и сахарного диабета.

Обмен веществ замедляется и с возрастом: по словам Леонида Остапенко, в среднем на 5 % за каждые десять лет, прожитые после 30–40 (впрочем, это очень приблизительные, усреднённые оценки). Основные причины — изменения гормонального статуса, а также пониженная подвижность и уменьшение массы мышц. Такая стрессовая ситуация, как беременность и роды, тоже может привести к изменениям в базальном обмене. Ранние сроки беременности медики называют анаболическим состоянием: материнский организм откладывает запасы питательных веществ для дальнейших потребностей — как своих, так и плода. А на поздних сроках включается катаболическое состояние: чтобы плод нормально развивался, повышается уровень глюкозы и жирных кислот в крови.

После родов некоторые не могут сбросить несколько килограммов так же легко, как раньше, а другие, наоборот, становятся худыми. В идеале у совершенно здорового человека, живущего в благоприятной среде, после беременности организм должен вернуться к прежнему равновесию. В реальности так происходит не всегда — эндокринная система часто испытывает стресс, подобный удару молотка по часам: вроде все шестерёнки на месте, но часы спешат или отстают. Гормональные сдвиги после родов могут проявляться в виде тиреоидита (воспаления щитовидки), синдрома доминирования эстрогенов, когда их слишком много в организме, или синдрома адреналиновой усталости, при котором надпочечники вырабатывают слишком много адреналина и мало кортизола. Всё это отражается и на настроении, и на склонности легко поправляться или сбрасывать вес. К сожалению, с точностью предсказать, как изменится гормональный баланс и обмен веществ после родов, невозможно.

Можно ли самостоятельно изменить скорость метаболизма

Влиять на метаболизм стоит только при его нарушениях. Например, при нарушении функции щитовидной железы, которая вырабатывает тироксин, так и называемый гормоном обмена веществ. При гипофункции щитовидной железы — состоянии, когда вырабатывается недостаточное количество её гормонов, — метаболизм замедляется, и для лечения назначают тироксин в таблетках. Занимаются этим врачи-эндокринологи, которые и ставят диагноз. К сожалению, он не всегда очевиден даже при наличии доступа к лучшим клиникам: у известной телеведущей Опры Уинфри гипотиреоз диагностировал лишь пятый врач, к которому она обратилась.

Здоровые люди часто хотят ускорить обмен веществ, чтобы спокойно есть то, что нравится, не задумываясь о лишнем весе и не проводя дни и ночи в спортзале: как мы помним, при быстром метаболизме сжигается больше калорий в состоянии покоя. Ускорить его можно, но способы не всегда безопасны или даже легальны. Препараты на основе стероидных гормонов и некоторые наркотические средства дают быстрый эффект, но их применение сопряжено с высокими медицинскими рисками и нарушением закона. Как ускорить метаболизм, при этом не нанеся вреда здоровью? В первую очередь — повысить общую повседневную активность и увеличить мышечную массу. Чем больше энергии израсходовано в течение дня, тем больше калорий сожжёт организм во сне, чтобы восстановить свои резервы; чем больше масса мышц, тем больше энергии нужно на поддержание их жизнедеятельности.

Всемирная организация здравоохранения рекомендует 75–150 минут интенсивной (или 150–300 минут умеренной) аэробной нагрузки в неделю, что соответствует прохождению 7–8 тысяч шагов в день. Среди рекомендаций и выполнение силовых упражнений два раза в неделю или чаще. Леонид Остапенко также включает в список и такой метод ускорения метаболизма, как контроль суточной нормы калорий. Разумеется, чтобы добиться нового баланса в обмене веществ и закрепить его, физическую активность нужно сделать регулярной, а новый рацион — стабильным.

Как не навредить обмену веществ

Чтобы не нанести вреда обмену веществ, требуются всего две вещи: сбалансированное питание и оптимальная физическая нагрузка. Крайности вроде изнурительных тренировок, экстремальных диет или голодания могут привести к результату, противоположному желаемому. Организм включает «реакцию выживания» и начинает замедлять темп обмена, ведь ему не хватает поступающей энергии. По словам Анны Назаренко, после длительного голодания человек начинает переедать в первую очередь по психологической причине: подсознание «требует» вернуть в десятикратном размере то, что так долго было в дефиците. Если добавить к этому замедление метаболизма (а при голодании замедляются практически все обменные процессы), становится понятно, почему после радикальных диет вес так легко возвращается и даже становится больше, чем прежде.

Читать еще:  Тошнота при сахарном диабете 2 типа

Метания из одной крайности в другую — то недоедание, то переедание — самый неблагоприятный вариант. Он может нарушить сбалансированную работу островков поджелудочной железы, вырабатывающих инсулин. Поскольку эндокринные процессы сложно взаимосвязаны и повышение уровня одних гормонов приводит к увеличению или снижению других, под удар попадает вся эндокринная система. Это окончательно нарушает скорость обмена, часто в непредсказуемом направлении. Дело в том, что на метаболизм влияют гормоны практически всех желёз, в том числе гипофиза, надпочечников и половых желёз; они также влияют и друг на друга, поэтому самостоятельное назначение анаболических стероидов или инсулина может привести к непредсказуемым последствиям.

Итак, вмешиваться в метаболизм нужно, только если эндокринолог диагностировал его нарушения и назначил схему лечения, которой вы будете тщательно придерживаться. Даже у здоровых людей метаболизм разный, и каждый из нас может поддерживать индивидуальную норму при помощи любимого вида спорта и сбалансированного питания. Больше ходите пешком, ешьте овощи и зелень, не курите и не злоупотребляйте алкоголем — это стандартные рекомендации по профилактике самых разных, в том числе обменных, нарушений. Стоит помнить, что красота и условная «идеальная фигура» — не синонимы, а гонка за навязанными стандартами может навредить здоровью.

МЕТАБОЛИЗМ: Что это такое и как его улучшить

Метаболизм это – процесс химических превращений питательных веществ, попадающих в наш организм. Обмен веществ простыми словами — это когда организм, расщепляет пищу, которую мы потребили на мелкие составляющие и строит из них новые молекулы нашего организма.

Сам термин Метаболизм образовался от греческого слова «Metabole», что переводится как «перемена» или «превращение». Уж очень много это слово в себя включает – и гормональные особенности, и особенности телосложения и прямую зависимость телосложения от количества потребляемых вами калорий. Поэтому, чтобы внести ясность, давайте разбираться со всем по порядку.

Что такое обмен веществ и как сделать его лучше

В первую очередь, о метаболизме должны думать те, кого заботит «грамотное» похудение. Если говорить грубо, но понятно, метаболизм – это своего рода печь, от мощности которой зависит скорость сжигания наших калорий. Высокий уровень метаболизма вообще творит чудеса – сокращает объем ненавистных калорий до такого состояния, что организм начинает питаться собственными запасами. Так уходит жир.

Из чего состоит метаболизм?

RMR (Resting Metabolic Rate) – количество калорий, которого достаточно, чтобы поддерживать жизнедеятельность организма. У каждого индивидуума этот показатель индивидуален – это уже сугубо генетическая данность.

Следующая неотъемлемая часть метаболизма — масса тела и мышечная масса. Здесь есть прямая зависимость одного от другого – выше мышечная масса – выше метаболизм и наоборот. С чего бы это? Да просто пол килограмма мышц «уничтожают» 35-50 калорий за день. То же количество жира избавит лишь от 5-10 калорий.

Составляющая №3 – ваша щитовидная железа. Поэтому, ценный совет – тем, кому за 30 есть смысл сходить к доктору и сдать все анализы на гормоны + УЗИ щитовидной железы. Именно она оказывает прямое слияние на метаболизм и сжигание жиров.

Анаболизм и катаболизм

Два не менее важных понятия, напрямую связанных с здоровым метаболизмом.

Анаболизм – набор химических процессов, ответственных за ткани, клетки вашего организма, их развитие и за синтез аминокислот.

Катаболизм – расщепление пищевых молекул для последующего их превращения в энергию вашего тела.

Именно энергия, полученная от катаболизма необходима для полноценной жизни организма.

Так как же действительно использовать свой встроенный «жиросжигатель» в правильном направлении? Да все, в общем, не сложно.

Начальный этап – встаньте перед зеркалом, предельно объективно себя оцените и определитесь с типом своего телосложения — это то, с чем метаболизм непосредственно связан и, по сути, первая ступенечка к началу управления машиной сжигания собственного жира.

Все мы разные, но основная масса ученых сходится на трех типах строения человеческих тел:

Обладает небольшим телом;

Форма грудной клетки – плоская;

Мышечную массу набрать довольно сложно;

Очень быстрый метаболизм.

Если вы тот самый «тощий» эктоморф, то есть необходимость в потреблении большого количества калорий. И тут есть маленькая несомненная радость – эктоморфу необходимо есть перед сном, чтобы дезактивировать процессы катаболизма. Почти все физические нагрузки у эктоморфов должны быть направлены на определенные группы мышц. Неплохо бы было пользоваться спортивными пищевыми добавками.

Телосложение спортивное, атлетическое;

Форма тела прямоугольная;

Мезоморфы, как правило, очень сильные;

Не испытывают проблем с наращиванием мышечной массы;

Могут испытывать проблемы с набором излишнего веса.

Не имеют проблем с наращиванием мышц, также как и наращиванием лишнего жира. Это не есть хорошо – постоянно придется следить за тем, что употребляешь в пищу и в каком количестве. То есть, для мезоморфов жизненно важен правильно подобранный рацион питания. Тут еще и не обойтись без регулярных кардионагрузок.

Округлые очертания фигуры;

И мышечная и жировая массы растут, как говорится, «на ура»;

Имеют проблемы с сбрасыванием лишнего веса;

Самое главное для эндоморфов – рассчитанная по калориям белковая диета + постоянные кардиотренировки – бег, велосипед, спортивная ходьба.

Следующий этап – разобраться с вытекающими из вышесказанного понятиями – быстрый и медленный метаболизм.

Медленный метаболизм – выражается в высоком аппетите и отсутствии желания двигаться и заниматься активными видами спорта. Здесь, в первую очередь, важна смена режима питания и пищевых привычек в целом. После, полученный результат уже легче будет поддерживать занятиями физкультурой.

Быстрый метаболизм – наоборот выражается в желании меньше есть и больше двигаться. Такие люди чаще всего огорчены тем, что им катастрофически сложно набрать мышечную массу несмотря на все усилия. Людям с быстрым метаболизмом необходим правильный, калорийный рацион питания и детально продуманная система тренировок, преобразующая полученную энергию в нужное русло.

Завершающий этап. Похудение и использование процессов метаболизма в вашем организме с умом.

От чего зависит метаболизм?

1. Возраст, вес, рост, пол, телосложение (о типах телосложения читайте выше);

2. Питание, физические нагрузки (и их грамотное сочетание в зависимости от типа строения тела);

3. Состояние здоровья (стабильный гормональный фон, что проверяется у доктора-эндокринолога);

4. Психическое здоровье (отсутствие стрессов и любых других расшатывающих психику факторов).

Процессы метаболизма в жировой ткани безумно медленны по сравнению с метаболизмом в ткани мышечной. Те, у кого действительно есть проблемы с лишним весом нуждаются в меньшем количестве энергии, но едят, все же, больше, чем необходимо. Эта лишняя «съеденная» энергия не расходуется, а стремительно уходит в жировые «запасы» нашего организма – а куда ее еще девать? Естественно, при таком метаболизме худеть не представляется возможным.

Лишний жир, постепенно проникая во внутренние органы, влияет на стабильность работы эндокринной системы и расшатывает наш гормональный фон. У женщин, например, излишний жир в организме вызывает задержки или постоянные сбои циклов. Есть вероятность развития метаболического синдрома.

Что такое метаболический синдром?

Это такое состояние, при котором подкожная жировая прослойка приводит к серьезным нарушениям внутренних обменных процессов – липидных и углеводных. Это как раз тот случай, при котором человек начинает «пухнуть» буквально от всего. Появляются проблемы с сердцем и артериальная гипертензия. Резко повышается давление и количество сахара в крови.

Однако, нужно отметить, что все эти симптомы не относятся к метаболическому синдрому, если показатели вашего телосложения (объем талии и вес) в норме. Хотя, даже в этом случае, визит к доктору обязателен.

Как разогнать свой метаболизм, чтобы похудеть?

Перестать себя обманывать!

Убрать из рациона жиры и простые углеводы (шоколад, булки, пирожные, сливочное масло и т. д.)

Ограничиться нежирными белками (куриная грудка, молоко, яичный белок) и клетчаткой (фрукты, овощи). Так вы, наконец, улучшите обмен веществ и ускорите метаболизм.

Сократить углеводы – они наоборот, замедляют метаболизм.

Поднять мышечный тонус, заняться спортом, увеличить нагрузку на мышцы.опубликовано econet.ru.

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое сознание — мы вместе изменяем мир! © econet

Понравилась статья? Напишите свое мнение в комментариях.
Подпишитесь на наш ФБ:

Что такое обмен веществ в биологии: определение

Обязательным условием существования любого живого организма является постоянное поступление питательных веществ и выведение конечных продуктов распада.

Что такое обмен веществ в биологии

Обмен веществ, или метаболизм, – это особый набор химических реакций, которые протекают в любом живом организме для поддержания его деятельности и жизни. Такие реакции дают организму возможность развиваться, расти и размножаться, при этом сохраняя свою структуру и отвечая на раздражители окружающей среды.

Обмен веществ принято разделять на два этапа: катаболизм и анаболизм. На первой стадии все сложные вещества расщепляются и становятся более простыми. На втором же вместе с затратами энергии синтезируются нуклеиновые кислоты, липиды и белки.

Читать еще:  Цитроза купить

Самую важную роль в процессе метаболизма играют ферменты, которые являются активными биологическими катализаторами. Они способны снизить энергию активации физической реакции и регулировать обменные пути.

Метаболические цепи и компоненты абсолютно идентичны для многих видов, что является доказательством единства происхождения всех живых существ. Такое сходство показывает сравнительно раннее появление эволюции в истории развития организмов.

Классификация по типу обмена веществ

Что такое обмен веществ в биологии, подробно описано в данной статье. Все живые организмы, существующие на планете Земля, можно разделить на восемь групп, руководствуясь при этом источником углерода, энергии и окисляемого субстрата.

Живые организмы в качестве источника питания могут использовать энергию химических реакций или света. В качестве окисляемого субстрата могут быть как органические, так и неорганические вещества. Источником углерода является углекислый газ или органика.

Существуют такие микроорганизмы, которые, находясь в разных условия существования, используют метаболизм разного типа. Это зависит от влажности, освещения и других факторов.

Многоклеточные организмы могут характеризоваться тем, что один и тот же организм может иметь клетки с разным типом метаболических процессов.

Катаболизм

Биология обмен веществ и энергии рассматривает через такое понятие, как «катаболизм». Данным термином называют метаболические процессы, во время которых крупные частицы жиров, аминокислот и углеводов расщепляются. Во время катаболизма появляются простые молекулы, участвующие в реакциях биосинтеза. Именно благодаря данным процессам организм способен мобилизовать энергию, превращая ее в доступную форму.

У организмов, которые живут благодаря фотосинтезу (цианобактерии и растения), реакция переноса электрона не высвобождает энергию, а накапливает, благодаря солнечному свету.

У животных реакции катаболизма связаны с расщеплением сложных элементов до более простых. Такими веществами являются нитраты и кислород.

Катаболизм у животных делится на три этапа:

  1. Расщепление сложных веществ до более простых.
  2. Расщепление простых молекул до еще более простых.
  3. Высвобождение энергии.

Обмен веществ (биология 8 класса рассматривает данное понятие) характеризуется и анаболизмом – совокупностью метаболических процессов биосинтеза с затратой энергии. Сложные молекулы, которые являются энергетической основой клеточных структур, последовательно образуются из самых простых предшественников.

Сначала синтезируются аминокислоты, нуклеотиды и моносахариды. Затем вышеперечисленные элементы становятся активными формами благодаря энергии АТР. И на последнем этапе все активные мономеры объединяются в сложные структуры, такие как белки, липиды и полисахариды.

Стоит обратить внимание, что не все живые организмы синтезируют активные молекулы. Биология (обмен веществ подробно описан в данной статье) выделяет такие организмы, как автотрофы, хемотрофы и гетеротрофы. Они получают энергию из альтернативных источников.

Энергия, получаемая из солнечного света

Что такое обмен веществ в биологии? Процесс, благодаря которому существует все живое на Земле, и отличающий живые организмы от неживой материи.

Энергией солнечного света питаются некоторые простейшие, растения и цианобактерии. У данных представителей обмен веществ происходит благодаря фотосинтезу – процессу поглощения кислорода и выделению углекислого газа.

Пищеварение

Такие молекулы, как крахмал, белки и целлюлоза, расщепляются еще до того, как они используются клетками. В процессе пищеварения принимают участие особые ферменты, которые расщепляют белки до аминокислот, и полисахариды — до моносахаридов.

Животные могут выделять такие ферменты только из специальных клеток. А вот микроорганизмы такие вещества выделяют в окружающее пространство. Все вещества, которые вырабатываются благодаря внеклеточным ферментам, поступают в организм с помощью «активного транспорта».

Контроль и регуляция

Что такое обмен веществ в биологии, вы можете прочитать в данной статье. Каждый организм характеризуется гомеостазом – постоянством внутренней среды организма. Наличие такого условия очень важно для любого организма. Так как все их окружает среда, которая постоянно меняется, для поддержания оптимальных условий внутри клеток все реакции метаболизма должны правильно и точно регулироваться. Хороший обмен веществ дает возможность живым организмам постоянно контактировать с окружающей средой и отвечать на ее изменения.

Исторические сведения

Что такое обмен веществ в биологии? Определение находится в начале статьи. Понятие «метаболизм» первый раз употребил Теодор Шванн в сороковых годах девятнадцатого века.

Изучением метаболизма ученые занимаются уже несколько веков, и начиналось все с попыток изучить организмы животных. А вот термин «обмен веществ» впервые употребил Ибн-аль-Нафиса, который считал, что все тело постоянно находится в состоянии питания и распада, поэтому для него характерны постоянные изменения.

Урок биологии «Обмен веществ» откроет всю суть данного понятия и опишет примеры, которые помогут увеличить глубину знаний.

Первый контролируемый опыт по изучению обмена веществ был получен Санторио Санторио в 1614 году. Он описывал свое состояние до и после приема пищи, работы, питья воды и сна. Он был первым, кто заметил, что большая часть употребленной пищи утрачивалась во время процесса «незаметного испарения».

В начальных исследованиях обменные реакции были не обнаружены, и ученые считали, что живой тканью управляет живая сила.

В двадцатом веке Эдуард Бухнер ввел понятие ферментов. С этих пор изучение обмена веществ начиналось с изучения клеток. В этот период биохимия стала наукой.

Что такое обмен веществ в биологии? Определение можно дать следующее — это особый набор биохимических реакций, поддерживающих существование организма.

В метаболизме очень большую роль играют неорганические вещества. Все органические соединения состоят из большого количества фосфора, кислорода, углерода и азота.

Большинство неорганических соединений позволяют контролировать уровень давления внутри клеток. Также их концентрация положительно влияет на функционирование мышечных и нервных клеток.

Переходные металлы (железо и цинк) регулируют активность транспортных белков и ферментов. Все неорганические микроэлементы усваиваются благодаря транспортным белкам и никогда не пребывают в свободном состоянии.

Метаболизм клетки

Метаболизм клетки

Метаболизм – совокупность процессов биосинтеза и расщепления сложных органических веществ в клетке и организме.

Анаболизм – пластический обмен, ассимиляция, биосинтез органических веществ (синтезируются органические вещества – белки, жиры, углеводы), энергия затрачивается (расходуется АТФ), фотосинтез, хемосинтез, биосинтез белка).

Катаболизм – энергетический обмен, диссимиляция, распад органических веществ (органические вещества расщепляются до СО2 и Н2О, энергия высвобождается и запасается в виде АТФ, клеточное дыхание (энергетический обмен в клетке)).

Типы питания (способы получения энергии АТФ)

Автотрофы – способны создавать органические вещества из неорганических.

Бывают фототрофы (используют солнечную энергию для биосинтеза, растения и синезеленые водоросли – цианобактерии) и хемотрофы (используют энергию химических связей для биосинтеза, серобактерии, железобактерии, азотфиксирующие, нитрифицирующие и водородные бактерии).

Гетеротрофы – используют готовые органические вещества.

Бывают сапротрофы (используют органические вещества мертвых тел или продукты жизнедеятельности живых организмов, сапротрофные бактерии, животные (сапрофаги) и грибы) и паразиты (живут за счет другого живого организма, питаясь его соками, тканями или переваренной пищей, многократно без умерщвления, постоянно или временно используют организм хозяина как среду обитания; бактерии, грибы, растения, животные и вирусы).

Кириленко А. А. Биология. ЕГЭ. Раздел «Молекулярная биология». Теория, тренировочные задания. 2017.

Обмен веществ (метаболизм) — набор химических реакций, которые происходят в живом организме для нормального его функционирования.

Обмен веществ складывается из распада веществ (энергетического обмена) и сборки веществ (пластического обмена).

Пластический обмен (анаболизм, ассимиляция) — это совокупность реакций синтеза, которые происходят с затратой энергии АТФ.

Результат: из питательных веществ, которые поступают в клетку, строятся свойственные организму белки, жиры, углеводы, которые идут на создание новых клеток, их органов, межклеточного вещества.

Энергетический обмен (катаболизм, диссимиляция) — совокупность реакций распада, обычно протекающих с высвобождением энергии в виде тепла и в виде АТФ.

Результат: сложные вещества разлагаются на более простые (дифференциация) или окисление какого-либо вещества.

Обмен веществ направлен на сохранение и самовоспроизведение биологических систем.

Он включает в себя поступление веществ в организм в процессе питания и дыхания, внутриклеточный обмен веществ и выделение конечных продуктов обмена.

Обмен веществ неразрывно связан с процессами превращения одних видов энергии в другие. Например, в процессе фотосинтеза световая энергия запасается в виде энергии химических связей сложных органических молекул, а в процессе дыхания она высвобождается и расходуется на синтез новых молекул, механическую и осмотическую работу, рассеивается в виде тепла и т.д.

Ферменты — биологические катализаторы белковой природы, контролирующие химические реакции в живых организмах.

Ферменты снижают энергию активации химических реакций, значительно ускоряя их протекание или делая их принципиально возможными.

Ферменты могут быть ка простыми, так и сложными белками, в состав которых, кроме белковой части, входит и небелковая — кофактор, или кофермент.

Ферменты отличаются от катализаторов небелковой природы высокой специфичностью действия: каждый фермент катализирует конкретные преобразования определенного вида субстрата.

Активность ферментов в живых организмах регулируется множественными механизмами:

— путем взаимодействия с регуляторными белками, низкомолекулярными регуляторами и ионами

— за счет изменения условий протекания реакции, например рН компартмента

Стадии энергетического обмена

1. Подготовительная

Осуществляется ферментами желудочно-кишечного тракта, ферментами лизосом. Выделяемая энергия рассеивается в виде тепла. Результат: расщепление макромолекул до мономеров: жиров до жирных кислот и глицерина, углеводов до глюкозы, белков до аминокислот, нуклеиновых кисло до нуклеотидов.

Читать еще:  Чем лечить поджелудочную у собаки

2. Анаэробная (бескислородный) этап, или гликолиз (чаще всего субстратом реакции является глюкоза)

Место протекания этапа: цитоплазма клеток.

Результат: расщепление мономеров до промежуточных продуктов. Глюкоза теряет четыре атома водорода, то есть окисляется, при этом образуются две молекулы пировиноградной кислоты, две молекулы АТФ и две молекулы возобновленного НАДН+Н+.

При недостатке кислорода образованная пировиноградная кислота превращается в молочную.

3. Аэробная (кислородный) этап, или тканевое (клеточное) дыхание

Окисление промежуточных соединений до конечных продуктов (СО2 и Н2О) с выделением большого количества энергии.

Цикл Кребса: суть преобразований состоит в ступенчатом декар- боксилировании и дегидрировании пировиноградной кислоты, во время которых образуются АТФ, НАДН и ФАДН2. В последующих реакциях богатые энергией НАДН и ФАДН2 пере- дают свои электроны в електронно-транспортную цепь, представ- ляющую собой мультиферментативный комплекс внутренней по- верхности митохондриальных мембран. Вследствие передвижения електрона по цепи переносчиков образуется АТФ. 2С3 H6 O3 + 6O2 + 36Ф + 36 АДФ → 6СO2 + 42H2 O + 36АТФ

Пировиноградная (молочная) кислота реагирует со щавелевоуксусной (оксало- ацетатом), образуя лимонную кислоту (цитрат), которая проходит ряд последо- вательных реакций, преобразуясь в дру- гие кислоты. В результате этих преобра- зований образуется щавелевоуксусная кислота (оксалоацетат), которая снова ре- агирует с пировиноградной. Свободный водород соединяется с НАД (никотинамидадениндинуклеотид), обра- зуя соединение НАДH.

Источник: «Биология в схемах, терминах, таблицах» М.В. Железняк, Г.Н. Дерипаско, Изд. «Феникс»

Источник: Биология 100 самых важных тем В.Ю. Джамеев 2016 г.

Генетическая информация в клетке

Биосинтез белка и нуклеиновых кислот

Геном — совокупность наследственного материала, заключенного в клетке организма.

Генетическая (наследственная) информация закодирована в виде последовательности нуклеотидов ДНК, а у некоторых вирусов — РНК.

Геном эукариот локализован в ядре, митохондриях, а у растений даже в пластидах.

Митохондрии и пластиды обладают относительной автономностью, однако, часть митохондриальных и пластидных белков кодируются ядерным геномом.

Ген — это элементарная единица генетической информации. Ген представляет собой участок ДНК, кодирующий последовательность белка (полипептиды) или функциональной РНК.

Свойства генетического кода

Генетический код

1) триплетный — каждой аминокислоте соответствует тройка нуклеотидов ДНК (РНК) — кодон; 2) однозначный — один триплет кодирует только одну аминокислоту;

3) вырожденный — одну аминокислоту могут кодировать несколько разных триплетов;

4) универсальный — единый для всех организмов, существующих на Земле;

5) не перекрывается — кодоны считываются друг за другом, с одной определенной точки в одном на- правлении (один нуклеотид не может входить одновременно в состав двух соседних триплетов);

6) между генами существуют «разделительные знаки» — участки, не несущие генетической ин- формации, а лишь отделяющие одни гены от других. Их называют спейсерами.

Стоп-кодоныУАА,УАГ,УГАобозначают прекращение синтеза од- ной полипептидной цепи, триплет АУГ определяет место начала син- теза следующей.

Источники: Биология 100 самых важных тем В.Ю. Джамеев 2016 г.

«Биология в схемах, терминах, таблицах» М.В. Железняк, Г.Н. Дерипаско, Изд. «Феникс»

Наглядный справочник. Биология. 10-11 классы. Красильникова

Метаболизм — что это простыми словами и как его ускорить

Здравствуйте, уважаемые читатели блога KtoNaNovenkogo.ru. Какой-то из ваших знакомых наверняка может съесть за раз почти целую пиццу, и совсем не беспокоится о лишнем весе. Поскольку большие порции жаренной жирной пищи не прибавят ему лишних килограммов.

А вот соседке приходится считать количество ложек гречневой каши на ужин, которых должен быть не позже 6 вечера, ведь она поправляется за считаные секунды.

В чём секрет успеха одного, и провал другого? Для ответа на этот вопрос стоит изучить такое понятие, как метаболизм. Поэтому сегодня мы и поговорим про то, что это такое простым языком.

Ведь, возможно, именно в нём скрывается причина такого разного подхода к питанию и результатам разных людей.

Метаболизм — это.

Организм человека похож на химическую лабораторию, внутри которой происходят различные процессы и реакции. Для понимания этого механизма нужно узнать, что такое метаболизм.

Метаболизм — это процесс превращения калорий пищи в энергию для жизнедеятельности всех органов и клеток.

С его помощью организм способен расти, развиваться, размножатся, реагировать на внешний мир.

Другими словами — это обмен веществ.

Метаболизм обеспечивает прохождение таких процессов:

  1. переработка полезных веществ из пищи;
  2. расщепление их на более простые компоненты;
  3. освобождение клеток от ненужных веществ;
  4. доставка полезных питательных компонентов в ткани и органы.

Чтобы лучше понимать сложный процесс, можно рассмотреть на примере употребление фасоли, молока и куриного мяса. Все эти продукты содержат белок. Но он состоит из разных аминокислот, их соотношения и количества.

Разложение пищи на более простые питательные вещества называется катаболизмом. Если следовать нашему примеру, то это превращение белка в аминокислоты. Параллельно высвобождается энергия, которую измеряют в калориях.

Эта энергия используется для создания новых белков из аминокислот. Например, она может быть применена для наращивания бицепсов или заживления ран, трещины в кости, роста ногтей. Такой механизм «постройки» именуется анаболизмом.

Откуда берется жир и увеличение массы тела

Если во время катаболизма высвобождается больше веществ и энергии, чем надо для создания новых компонентов, клеток, то получается избыток (профицит). Его стоит куда-то «деть», чтобы он не накапливался.

Избыток энергии может образовываться, даже если человек ведёт активный образ жизни. Но при этом употребляет значительно больше еды, чем ему нужно для использования организмом.

Нерастраченная энергия сначала запасается в печени и мышцах в виде гликогена – углевода, который можно будет использовать, как источник для активной физической работы. Остальное же идёт в жировые клетки.

Если человек съел 1 грамм углерода или белка, то он получит 4 ккал. При потреблении 1 грамма жира – 9 ккал. Если организм не использует эту энергию, то она отложится в виде того же 1 грамма жировых клеток.

С помощью арифметики можно наглядно представить метаболизм, как переход определенного количества энергии в другую форму. Вот, допустим, ваш знакомый взял бутерброд с хлебом и колбасой. После катаболизма его организм получил свои белки, углеводы, жиры. И того 140 ккал.

Если человек после этого присел посмотреть сериал, то эта энергия будет тратиться на работу сердечно-сосудистой и дыхательной систем – 50 ккал. А оставшийся 90 ккал преобразуются в жировые отложения в виде 10 грамм жира. Если же ваш знакомый пойдет и прогуляется, то вся энергия сразу израсходуется.

Индивидуальный метаболизм

Процесс преобразования питательных веществ в энергию может протекать недостаточно интенсивно. Тогда речь идёт о замедленном метаболизме. Поэтому организм не успевает использовать все калории, накапливается жир.

Такой тип обмена веществ может являться индивидуальной особенностью, но чаще он встречается при заболеваниях желудочно-кишечного тракта. Например, когда выделяется недостаточно ферментов, чтобы расщепить еду.

Быстрый метаболизм считается за благо, если человек мечтает всегда быть худым. Но за этим скрывается постоянная усталость, поскольку большая часть витаминов и веществ не успевают усвоиться.

В этом случае страдает иммунная система, поэтому худые люди очень восприимчивы к инфекционным болезням, вирусам. За ускоренным обменом веществ часто стоит заболевание щитовидной железы – тиреотоксикоз.

Тип метаболизма часто зависит и от таких факторов:

  1. вес;
  2. возраст;
  3. соотношение мышечной и жировой ткани;
  4. состояние микрофлоры.

Но самая важная причина, из-за которой у людей отличается скорость обмена веществ и то, куда именно будет откладываться избыток в калориях – это гены.

На сегодняшний день существует метод для исследования генотипа определённого человека. После чего специалисты смогут сказать, каково состояние генов, ответственных за работу ферментов, расход и распределение энергии.

На основе этих данных можно дать рекомендации, как ускорить метаболизм для похудения. Например, если у одного клиента ген FABP2 изменённый, то ему нужно ограничить приём жирной пищи.

После такого обследования так же будет понятно, как рецепторы реагируют на использование энергии во время физической нагрузки.

Так некоторым людям, чтобы быть в форме, достаточно просто много ходить на протяжении дня. Другим же для того, чтобы не поправляться нужно интенсивно заниматься в спортзале на тренажёрах.

Как разогнать (ускорить) метаболизм

Есть ряд общих советов, как ускорить метаболизм, если нет желания наблюдать на своём теле излишние жировые отложения:

  1. Есть несколько раз в день. Небольшие порции помогут сразу израсходовать энергию, и не дать калориям отложиться. Можно разбить свой суточный рацион на 5 раз, например. Для женщин одна порция – это приблизительно 200 грамм, для мужчин – 300 грамм.
  2. Нужно высыпаться вдоволь, не экономить на сне. Поскольку во время ночного отдыха вырабатывается гормон – соматотропин. Он играет важную роль в регуляции жирового обмена.

Это простые правила для того, чтобы держать свой организм в тонусе, а метаболизм – в активном режиме. За более детальной и индивидуальной информацией стоит обратиться к диетологу.

Автор статьи: Марина Домасенко

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector