Anaboliniai ir kataboliniai procesai organizme. Kas yra katabolizmas? Katabolizmo procesai, stadijos. Kas vyksta katabolizmo metu

Sveikiname visus sveikos gyvensenos ir sporto mylėtojus!

Šiandien vėl kalbėsime apie sudėtingą, bet labai įdomią temą – medžiagų apykaitos procesus. Ankstesniame straipsnyje mes susitikome su savimi. Ką apima medžiagų apykaitos ar medžiagų apykaitos procesas? Metabolizmo procesas apima katabolizmą ir anabolizmą.

Vienas procesas vadinamas destruktyvus-Štai katabolizmas, iš graikų kalbos καταβολή, „numetimas, sunaikinimas“. Į organizmą patenkant maistui, vyksta sudėtingų medžiagų skaidymo į paprastesnes procesas. Šio proceso metu vyksta irimas (disimiliacija), įskaitant pasenusius audinius ir ląstelių elementus, po kurių jie pašalinami iš organizmo su vandeniu. Yra 3 katabolizmo etapai:

I etapas yra paruošiamasis (baltymai suskaidomi į aminorūgštis, riebalai į glicerolį ir riebalų rūgštis, krakmolas į gliukozę).
II etapas vadinamas glikolize arba be deguonies. Tai apima fermentus; Gliukozė suskaidoma. 60 % energijos išsklaido kaip šiluma, o 40 % panaudojama sintezei. Deguonis čia nedalyvauja.
Ląstelinio deguonies kvėpavimo III etapas. Tai apima fermentus ir deguonį. Pieno rūgštis suskaidoma. CO2 iš mitochondrijų išsiskiria į aplinką.

Pavyzdžiui, vartojome kotletą ir pieną, kurių sudėtyje esantys baltymai yra skirtingos struktūros ir negali pakeisti vienas kito, todėl specialių fermentų pagalba baltymus iš pieno ir kotleto atskiria į aminorūgštis, kurios vėliau panaudojamos. Be to, katabolizmo procese deginami riebalai, kurių taip nekenčia stori žmonės. Tuo pačiu metu išsiskiria energija, matuojama kalorijomis. Katabolinis procesas jėgos sporto šakose vertinamas neigiamai. Katabolizmas yra būtinas, kad organizmas skubiai papildytų jam reikalingas medžiagas. Kalbant apie kultūrizmą, kataboliniai procesai sukelia raumenų sunaikinimą, tai yra, baltymų (raumenų) audinys suskaidomas iki virškinamų aminorūgščių lygio. Pasirodo, organizmas valgo pats.

Kitas procesas kūrybingas- Tai anabolizmas iš graikų kalbos ἀναβολή, „kilimas“ arba plastiniai mainai yra cheminių procesų visuma, kuri yra vienas iš medžiagų apykaitos aspektų organizme, skirtas ląstelėms ir audiniams formuotis. Pavyzdžiui, baltymų sintezė organizme, t.y. baltymų susidarymas iš paprasčiausių aminorūgščių. Dėl plastinės apykaitos iš į ląstelę patenkančių maistinių medžiagų susidaro organizmui būdingi baltymai, riebalai ir angliavandeniai, kurie, savo ruožtu, naudojami kuriant naujas ląsteles, jų organus, tarpląstelinę medžiagą. Skirtingai nuo katabolizmo, šis procesas yra geriausias kultūristų palydovas, nes susidaro nauji raumenų audiniai, įskaitant riebalų sankaupas, taigi ir raumenų augimą. Norint aktyviai įgyti raumenų audinio, būtina padidinti anabolizmo lygį, naudojant testosteroną ir insuliną, ir tuo pačiu metu sumažinti katabolizmo lygį, sumažinti kortizolio, adrenalino ir glikogeno kiekį.

Metabolinių reakcijų greitį organizme įtakoja daugybė veiksnių:

Lytis – vyrų medžiagų apykaita yra 20% didesnė nei moterų
Amžius - medžiagų apykaitos procesas kas 10 metų sumažėja 3% nuo 25-30 metų
Kūno svoris - jei riebalai viršija bendrą vidaus organų, kaulų ir, žinoma, raumenų masę, tada katabolinio proceso greitis yra mažesnis.
Fizinis aktyvumas – reguliari mankšta padidina medžiagų apykaitą, pirmas 2-3 valandas po treniruotės 20-30%, vėliau ne daugiau 2-7%.
Paveldimumas – medžiagų apykaitos greitį galite paveldėti iš ankstesnių kartų.
Skydliaukės disfunkcija yra hipotirozė (sumažėjęs skydliaukės hormonų kiekis) ir hipertiroidizmas (padidėjęs skydliaukės hormonų aktyvumas). Šios sąlygos gali sulėtinti arba pagreitinti jūsų medžiagų apykaitą, tačiau tik 3% gyventojų turi hipotirozę ir 0,3% hipertiroidizmą.

Kokios gali būti priežastys, dėl kurių sulėtėja medžiagų apykaita ir neskatinamas svorio metimas ar svorio didėjimas?

Kalorijų mažinimas. Jei nuspręsite numesti svorio ir mažinate kalorijų kiekį, atminkite, kad nepakankama mityba gali pakenkti jūsų medžiagų apykaitai. Organizmas stengiasi taupyti atsargas ir stabdo medžiagų apykaitą. Todėl, jei organizme nėra pakankamai kalorijų, organizmas jas kaip energiją paims iš raumenų audinio. Todėl valgykite dažniau, bet mažomis porcijomis.
Trūksta skaidulų. Tokių nuostabių maisto produktų, kaip pilno grūdo duona, kietųjų kviečių spagečiai ir daržovės, nebuvimas arba nedidelis kiekis maiste neigiamai veikia medžiagų apykaitos kokybę. Kasdien suvartojant skaidulų (apie 100 g), svoris per tam tikrą laiką gali sumažėti 5-7%, priklausomai nuo žmogaus svorio.
Baltymų trūkumas. Baltymai, kaip žinome, yra raumenų statybinė medžiaga. Aktyviai vartodami baltymus galite sudeginti riebalus, ir mažai kas tai žino. Iš tiesų, jei jūsų racione yra pakankamai baltymų (mėsa, žuvis, paukštiena, riešutai, grybai, pieno produktai), tada visiškai įmanoma atsikratyti 20–25% kalorijų, nes baltymai aktyvina medžiagų apykaitą.
Nėra kofeino. Norint palaikyti medžiagų apykaitą tam tikrame lygyje, būtina karts nuo karto vartoti kofeino turinčius produktus (jei nėra kontraindikacijų). Tai nebūtinai turi būti kava. Žalioji arbata taip pat yra puikus kofeino šaltinis. Pavyzdžiui, žalioji arbata gali pagerinti medžiagų apykaitą 15%. Dėl savo savybių arbata tarsi suteikia organizmui postūmį deginti kalorijas.
Kalcio trūkumas. Sistemingai vartokite kalcio turinčius maisto produktus (sūrį, varškę, pieną). Beje, kalcis labai svarbus moterims.
Vandens temperatūra. Labai įdomus faktas, kad šaltas vanduo pagreitina medžiagų apykaitą. Taip atsitinka todėl, kad organizmas eikvoja energiją vandeniui šildyti. Iš esmės reikia gerti daug vandens (2 – 2,5 litro per dieną), o vėsus vanduo gerina medžiagų apykaitos procesus.
Vitamino D trūkumas. Vitaminas D tiesiogiai dalyvauja metabolizme. Kiek žinote žmonių (ypač vyresnio amžiaus žmonių), kurie palaiko tinkamą riebios žuvies (upėtakio, lašišos, skumbrės), sėlenų, kiaušinių vartojimo lygį? Juk šie maisto produktai yra geriausi natūralūs vitamino D šaltiniai.
Geležies trūkumas. Geležis yra nepaprastai svarbi deginant riebalus. Visų pirma, ši geležis yra susijusi su deguonies tiekimu į raumenis, kuriuose sudegina dalis riebalų. Specialūs geležies papildai arba natūralūs šaltiniai (jūros gėrybės, mėsa, avižiniai dribsniai, žalumynai) padės papildyti geležies sąnaudas, todėl pagerins medžiagų apykaitą.
Omega-3 ir omega-6 riebalų rūgščių trūkumas maiste suvalgydami bent 2-3 porcijas žuvies per savaitę. Jei nemėgstate žuvies, minėtų rūgščių gaukite iš maisto papildų. Paprasčiausias sprendimas – paimti žuvų taukus.
Alkoholio prieinamumas. Ar žinojote, kad jei kraujyje yra alkoholio, organizmas pirmiausia sudegins jį, o tik tada likusias kalorijas. Sumažindami suvartojamo alkoholio kiekį, padėsite savo kūnui sudeginti tikslias kalorijas, kurių jums nereikia. Bet kokiu atveju alkoholio vartojimo mažinimas bus tik į naudą.
Jūs praleidžiate pakankamai laiko miegui. Miego trūkumas turi daug šalutinių poveikių, o linkčiojimas viešajame transporte pakeliui į darbą yra tik vienas iš jų. Mokslininkai nustatė tiesioginį ryšį tarp medžiagų apykaitos ir miego; Įrodyta, kad miego trūkumas labai sulėtina medžiagų apykaitą.
Nevalgykite pusryčių ryte. Jei ryte organizmas negavo energijos užtaiso, tai pietums ir vakarienei norėsis kažko kaloringo. Jei ryte nesinori valgyti, išgerkite ko nors lengvo, pavyzdžiui, jogurto.
Gamindami nenaudokite prieskonių. Kitą kartą kepdami vištieną ar mėsą, įberkite žiupsnelį kajeno pipirų. Savo aštrumą jis skolingas kapsaicinui, kuris ne tik suteikia patiekalui prieskonių, bet ir padeda pagreitinti medžiagų apykaitą. Tokią išvadą padarė H. S. Reinbachas, A. Smitsas, T. Martinussenas iš Kopenhagos universiteto savo tyrime „Kapsaicino, žaliosios arbatos ir saldžiųjų pipirų poveikis apetitui ir energijos sąnaudoms žmonėms, kurių energijos balansas yra neigiamas ir teigiamas“.
Laikykitės sėslaus gyvenimo būdo. Padidinkite savo aktyvumą. Kuo mažiau judate, tuo lėtėja medžiagų apykaita. Atlikite trumpus, intensyvius pratimus, kurie gali pagreitinti jūsų medžiagų apykaitą ir priversti jūsų kūną deginti kalorijas net ir baigus pratimą. Pavyzdžiui, sėskite ant dviračio, nes tyrimai rodo, kad 45 minutes važinėjant ant dviračio draugo, jūsų medžiagų apykaita paspartėja 12 ar daugiau valandų.
Truputį šypsaisi, taip, taip!!! Tegul tai jums neatrodo pseudomoksliška: mokslininkai patvirtino, kad bent 10 minučių juoko per dieną padės sudeginti kalorijas.

Laikydamiesi šių paprastų taisyklių, galite pasiekti puikių rezultatų bet kam, jei tik jie turėtų tikslą ir norą. Toliau kalbėsime apie vyrišką ir

Bet kuris pradedantysis sportininkas, užsibrėžęs tikslą numesti svorio ar priaugti raumenų masės, nepriklausomai nuo lyties, susiduria su procesu, vadinamu katabolizmu. Kas tai yra, kokį poveikį jis turi kūnui, kaip jį pradėti ar sustabdyti, šis straipsnis padės išsiaiškinti. Svarbu visada atsiminti, kad visi organizme vykstantys procesai iš pradžių būdingi gamtai, o kišimasis į juos be pradinių pasiruošimo etapų gali tik pakenkti. Todėl prieš skubant į kraštutinumus reikia perskaityti ne vieną medžiagą. Tik palyginę faktus iš kelių šaltinių galite žengti pirmąjį žingsnį.

Iš fiziologijos kurso

Visi ne kartą yra girdėję apie tai, kas mokslo bendruomenėje vadinama metabolizmu. Savo ruožtu jis skirstomas į anabolizmą ir katabolizmą. Bus lengviau suprasti, kas tai yra, jei pavadinimus pažodžiui išversime iš lotynų kalbos - atitinkamai augimas ir sunaikinimas. Jei sportininkas susiduria su užduotimi priaugti raumenų masės, jo prerogatyva bus anabolizmas. Žmogui, norinčiam atsikratyti riebalų pertekliaus – katabolizmas. Sudegintų kalorijų lygiu viskas yra gana paprasta. Tačiau gilinantis į fiziologiją ir nesuvokus biocheminių procesų neįmanoma pasiekti rezultatų, galite susidurti su „sudėtinių organinių medžiagų“ sąvoka, kuri apima baltymus, angliavandenius ir riebalus, kurie tiesiogiai dalyvauja medžiagų apykaitos procese ir yra atsakingi už figūros formavimą. bet kurio asmens.

Perteklinio svorio metimo proceso pradžia

Ne tik daugybės profesionalų atsiliepimų, bet ir daugelio pasaulio tyrimų institutų dėka tikrai žinoma, kad norint pradėti katabolizmo procesą, pakanka suvartoti mažiau kalorijų ir daugiau išleisti. Be to, skirtumas tarp suvartotų ir išeikvotų kalorijų neturėtų viršyti 15% dienos vertės, kitaip katabolizmas išsivystys į visišką organizmo sunaikinimą. Katabolizmo keliai, suprantama kalba, bet kuriam sportininkui apima sudėtingų organinių medžiagų oksidaciją, oksidacijos produktų transportavimą į ląstelių mitochondrijas degimui ir energijos išsiskyrimą. Šiame etape žmogui svarbiausia, kad oksidacijoje dalyvautų riebalai, o ne baltymai, kitaip metant svorį bus prarasta ir raumenų masė, kurią atkurti daug sunkiau nei riebalinį sluoksnį.

Tinkama mityba

Raumenų katabolizmas metant svorį yra neišvengiamas, kad ir ką sakytų sportininkai ir treneriai. Tačiau jį galima sumažinti tiekiant organizmą reikiamu kiekiu baltymų, angliavandenių ir riebalų. Riebalų ir angliavandenių iš raciono visiškai išbraukti neįmanoma, reikėtų vengti tai reklamuojančių dietų. Žmogaus organizmas sugeba iš raumenų išgauti reikiamą energijos kiekį ir esant menkiausiai progai, taupydamas energiją, pasidarys tokia riebalų atsarga, kurią bus labai sunku gauti.

Mitybos skaičiavimas yra paprastas. Vidutiniškai organizmo kalorijų poreikis yra 33 kcal vienam svorio kilogramui. Baltymų ir angliavandenių poreikis yra atitinkamai 3 ir 4 gramai 1 kg žmogaus svorio. Likusi dalis yra riebalai. Viename grame baltymų ir angliavandenių yra 4 kcal, o viename grame riebalų – 9 kcal. Tai yra, 80 kg sveriančiam sportininkui reikia suvartoti 2640 kcal. Atlikus matematinius skaičiavimus, norint nesukelti raumenų katabolizmo, reikia 240 g. baltymų, 320 gr. angliavandenių ir 44 gramai riebalų. Per dieną reikia sumažinti riebalų ir angliavandenių suvartojimą 3–5%, o jei jaučiatės blogiau, sustoti.

Cheminis katabolizmo sužadinimas

Dauguma sportininkų, ieškodami greito sprendimo, griebiasi vaistų, kurie sukelia grynai riebalų katabolizmą. Kas tai yra, bus lengviau suprasti, jei įsivaizduosite programą, kurią į žmogaus organizmą galima įkelti nustatant parametrus – paimkite energiją tik iš riebalų ląstelių, siųsite visus gaunamus baltymus raumenims kurti ir jokiu būdu nekaupsite angliavandenių pertekliaus rezerve. , bet pašalinamas iš organizmo natūraliai. Tai visiškai įmanoma vartojant hormoninius vaistus arba naudojant specialius augalinius ingredientus. Daugeliui žmonių toks „kišimasis į sistemą“ bus neskausmingas. Visiškai sustabdęs baltymų katabolizmą, sportininkas greitai atsisveikina O kai kurie gali pakenkti širdies ir kraujagyslių sistemai, sutrikdyti medžiagų apykaitą, išsivystyti alergija, tapti nevaisingi ir pan. Bet kokiu atveju pirmiausia reikia pasidaryti bendrą kraujo tyrimą, o tik išsiaiškinus polinkį į ligas vartoti chemikalus.

Biologiškai aktyvūs priedai

Raumenų katabolizmą galima įveikti vartojant specialius maisto papildus, vadinamus baltymais, neesminiai ir apie juos parašyta daug straipsnių ir apžvalgų, o specializuoti (taip pat ir treneris) padės pradedančiajam sportininkui teisingai pasirinkti. Belieka tik paaiškinti, kad deginant raumenis energijai gauti, kai paruoštas baltymas patenka iš išorės, raumuo gali atsigauti. Kaip žinote, baltymai organizme yra sintetinami į aminorūgštis, o jos savo ruožtu dalyvauja raumenų baltymų sintezėje. Todėl daugelis sportininkų griebiasi visiškai nekenksmingų baltymų ir aminorūgščių, susintetintų iš augalinių ar gyvulinių baltymų.

Aktyvus gyvenimo būdas

Sužinojus apie katabolizmą, kas tai yra ir kaip teisingai jį naudoti, belieka išsiaiškinti, kokie kiti išoriniai veiksniai veikia medžiagų apykaitą ir gali sukelti baltymų sunaikinimą organizme.

Miego trūkumas. Miego metu organizmas nepailsi, kaip pusė mano, o perskirsto resursus. Po sunkios treniruotės atstato ir stiprina raumenis. Arba toliau išgauna energiją iš riebalų pagal anksčiau pradėtą programą. Atitinkamai, miego trūkumas sutrikdo svarbius procesus ir sukelia stresą.
Stresas. Organizmas veikia taip, kad esant stresui, gaminasi hormonas kortizolis, kuris, naikindamas baltymus, dalyvauja gliukozės sintezėje. O nepanaudota gliukozė sintetinama į riebalų ląsteles.
Išlaikyti greitį Ne veltui daugelis trenerių primygtinai rekomenduoja išgerti 3–4 litrus vandens per dieną ir valgyti mažais kiekiais, padalydami jį į kelis valgymus. Visa tai verčia organizmą be sustojimo sintetinti sudėtingas medžiagas. Reikalingi elementai greitai pristatomi į paskirties vietą, o visi toksinai pašalinami iš organizmo natūraliai.

Anabolizmas ir katabolizmas yra pagrindiniai medžiagų apykaitos procesai.

Katabolizmas yra sudėtingų organinių junginių fermentinis skaidymas, vykstantis ląstelės viduje dėl oksidacijos reakcijų. Katabolizmą lydi energijos išsiskyrimas ir jos kaupimas didelės energijos ATP fosfatiniuose ryšiuose.

Anabolizmas – tai sudėtingų organinių junginių – baltymų, nukleorūgščių, polisacharidų – sintezė iš paprastų pirmtakų, kurie patenka į ląstelę iš aplinkos arba susidaro vykstant katabolizmo procesui. Sintezės procesai siejami su laisvos energijos suvartojimu, kurią tiekia ATP (31 pav.).

Ryžiai. 31 Metabolizmo takų schema bakterijų ląstelėje

Priklausomai nuo disimiliacijos proceso (katabolizmo) biochemijos, išskiriamas kvėpavimas ir fermentacija.

Kvėpuoti yra sudėtingas įvairių junginių biologinės oksidacijos procesas), susijęs su didelio energijos kiekio, sukaupto didelės energijos jungčių pavidalu, susidarymu ATP (adenozino trifosfato), UTP (uridino trifosfato) ir kt. anglies dioksido ir vandens susidarymas. Yra aerobinis ir anaerobinis kvėpavimas.

Fermentacija– nepilnas organinių junginių skilimas, susidarant nedideliam energijos kiekiui ir daug energijos turinčių produktų.

Anabolizmas apima sintezės procesus, kuriuose naudojama katabolizmo gaminama energija. Gyvoje ląstelėje katabolizmo ir anabolizmo procesai vyksta vienu metu ir nuolat. Jiems būdinga daug reakcijų ir tarpinių produktų.

Gyvi organizmai klasifikuojami pagal naudojamą energijos ar anglies šaltinį. Anglis yra pagrindinis gyvosios medžiagos elementas. Jis vaidina pagrindinį vaidmenį konstruktyvioje medžiagų apykaitos procese.

Priklausomai nuo ląstelių anglies šaltinio, visi organizmai, įskaitant prokariotus, skirstomi į autotrofus ir heterotrofus.

Autotrofai naudoti CO 2 kaip vienintelį anglies šaltinį, redukuojant jį vandeniliu, kuris atsiskiria nuo vandens ar kitų medžiagų. Jie sintetina organines medžiagas iš paprastų neorganinių junginių foto- arba chemosintezės procese.

Heterotrofai gauti anglį iš organinių junginių.

Gyvi organizmai gali naudoti šviesos arba cheminę energiją. Organizmai, gyvenantys iš šviesos energijos, vadinami fototrofinis. Jie sintetina organines medžiagas, sugerdami saulės elektromagnetinę spinduliuotę (šviesą). Tai augalai, melsvadumbliai, žalios ir violetinės sieros bakterijos.

Organizmai, kurie energiją gauna iš substratų, maisto šaltinių (neorganinių medžiagų oksidacijos energija) vadinami chemotrofai. KAM chemoheterotrofai apima daugumą bakterijų, taip pat grybų ir gyvūnų.

Yra nedidelė grupė chemoautotrofai. Tokiems chemosintetiniams mikroorganizmams priskiriamos nitrifikuojančios bakterijos, kurios, oksiduodamos amoniaką iki azoto rūgšties, išskiria sintezei reikalingą energiją. Chemosintetikai taip pat priklauso vandenilio bakterijos, kurios energiją gauna oksiduodami molekulinį vandenilį.

Angliavandeniai kaip energijos šaltinis

Daugumoje organizmų organinių medžiagų skaidymas vyksta esant deguoniui – aerobiniam metabolizmui. Dėl šių mainų lieka energijos neturtingi galutiniai produktai (CO 2 ir H 2 O), tačiau išsiskiria daug energijos. Aerobinės apykaitos procesas vadinamas kvėpavimu, anaerobinis – fermentacija.

Angliavandeniai yra pagrindinė energetinė medžiaga, kurią ląstelės pirmiausia naudoja cheminei energijai gaminti. Be to, kvėpuojant gali būti naudojami ir baltymai bei riebalai, o fermentacijos metu – alkoholiai ir organinės rūgštys.

Organizmai angliavandenius skaido įvairiais būdais, kurių svarbiausias tarpinis produktas yra piruvo rūgštis (piruvatas). Piruvatas yra svarbiausias metabolizmas kvėpavimo ir fermentacijos metu. Yra trys pagrindiniai PVC susidarymo mechanizmai.

1. Fruktozės difosfatas (glikolizė) arba Embden-Meyerhoff-Parnas kelias- universalus kelias.

Procesas prasideda nuo fosforilinimo (32 pav.). Dalyvaujant fermentui heksokinazei ir ATP, gliukozė fosforilinama ties šeštuoju anglies atomu ir susidaro gliukozės-6-fosfatas. Tai aktyvi gliukozės forma. Jis naudojamas kaip pradinis angliavandenių skaidymo produktas bet kuriuo iš trijų būdų.

Glikolizės metu gliukozės-6-fosfatas izomerizuojamas į fruktozę-6-fosfatą, o po to fosforilinamas pirmame anglies atome, veikiant 6-fosfofruktokinazei. Susidaręs fruktozė-1,6-bifosfatas, veikiamas fermento aldolazės, lengvai skyla į dvi triozes: fosfogliceraldehidą ir dihidroksiacetono fosfatą. Tolesnis C 3 -angliavandenių konversija vyksta dėl vandenilio ir fosforo likučių pernešimo per daugybę organinių rūgščių, dalyvaujant specifinėms dehidrogenazėms. Visos reakcijos šiame kelyje, išskyrus tris, susijusias su heksokinaze, 6-fosfofruktokinaze ir piruvato kinaze, yra visiškai grįžtamos. Piruvo rūgšties susidarymo stadijoje baigiasi anaerobinė angliavandenių virsmo fazė.

Didžiausias energijos kiekis, kurį ląstelė gauna oksiduojant vieną angliavandenių molekulę glikolitiniu keliu, yra 2 × 10 5 J.

32 pav. Fruktozės difosfato kelias, skirtas gliukozės skaidymui

2. Pentozės fosfatas (Warburg-Dickens-Horecker)kelias būdingas ir daugumai organizmų (dažniausiai augalams, o mikroorganizmams atlieka pagalbinį vaidmenį). Skirtingai nuo glikolizės, PF kelias negamina piruvato.

Gliukozė-6-fosfatas paverčiamas 6-fosfogliukolaktonu, kuris dekarboksilinamas (33 pav.). Tokiu atveju susidaro ribulozės-5-fosfatas, kuris užbaigia oksidacijos procesą. Vėlesnės reakcijos laikomos pentozės fosfatų virsmo heksozės fosfatais procesais ir atvirkščiai, t.y. susidaro ciklas. Manoma, kad pentozės fosfato kelias viename etape pereina į glikolizę.

Kai kas šešios gliukozės molekulės praeina per PF, viena gliukozės-6-fosfato molekulė visiškai oksiduojama iki CO 2, o 6 molekulės NADP + redukuojasi iki NADP·H 2 . Kaip energijos gavimo mechanizmas, šis kelias yra du kartus mažiau efektyvus nei glikolitinis: kiekvienai gliukozės molekulei susidaro 1 ATP molekulė.

Ryžiai. 33. Pentozės fosfato kelias, skirtas gliukozės-6-fosfatui skaidyti

Pagrindinis šio kelio tikslas – aprūpinti nukleorūgščių sintezei reikalingas pentozes ir užtikrinti daugumos NADPH 2, reikalingų riebalų rūgščių ir steroidų sintezei, susidarymą.

3. Entner-Doudoroff kelias (ketodeoksifosfogliukonatas arba KDPG kelias) randama tik bakterijose. Gliukozę fosforilina ATP molekulė, dalyvaujant fermentui heksokinazei (34 pav.).

34 pav. Entner-Doudoroff kelias gliukozės skaidymui

Fosforilinimo produktas, gliukozė-6-fosfatas, dehidrogenuojamas iki 6-fosfogliukonato. Veikiant fermentui fosfogliukonato dehidrogenazei nuo jo atskiriamas vanduo ir susidaro 2-keto-3-deoksi-6-fosfogliukonatas (KDPG). Pastarąjį specifinė aldolazė skaido į piruvatą ir gliceraldehido-3-fosfatą. Gliceraldehidas toliau veikiamas fermentų glikolizės keliu ir paverčiamas antrąja piruvato molekule. Be to, šis kelias aprūpina ląstelę 1 ATP molekule ir 2 NADH 2 molekulėmis.

Taigi pagrindinis tarpinis angliavandenių oksidacinio skilimo produktas yra piruvo rūgštis, kuri, dalyvaujant fermentams, paverčiama įvairiomis medžiagomis. Ląstelėje vienu iš būdų susidaręs PVK toliau oksiduojamas. Išsiskyrusi anglis ir vandenilis pašalinami iš ląstelės. Anglis išsiskiria CO 2 pavidalu, vandenilis perduodamas įvairiems akceptoriams. Be to, gali būti perduotas arba vandenilio jonas, arba elektronas, todėl vandenilio perdavimas prilygsta elektrono perkėlimui. Priklausomai nuo galutinio vandenilio akceptoriaus (elektrono), išskiriamas aerobinis kvėpavimas, anaerobinis kvėpavimas ir fermentacija.

Kvėpuoti

Kvėpavimas yra redokso procesas, vykstantis formuojant ATP; Vandenilio (elektronų) donorų vaidmenį jame atlieka organiniai arba neorganiniai junginiai, o dažniausiai neorganiniai junginiai tarnauja kaip vandenilio (elektronų) akceptoriai.

Jei galutinis elektronų akceptorius yra molekulinis deguonis, vadinamas kvėpavimo procesas aerobinis kvėpavimas. Kai kuriuose mikroorganizmuose galutinis elektronų akceptorius yra junginiai, tokie kaip nitratai, sulfatai ir karbonatai. Šis procesas vadinamas anaerobinis kvėpavimas.

Aerobinis kvėpavimas– visiško substratų oksidacijos iki CO 2 ir H 2 O procesas, susidarant dideliam energijos kiekiui ATP pavidalu.

Visiška piruvo rūgšties oksidacija vyksta aerobinėmis sąlygomis trikarboksirūgšties cikle (TCA ciklas arba Krebso ciklas) ir kvėpavimo grandinėje.

Aerobinis kvėpavimas susideda iš dviejų fazių:

1). Glikolizės metu susidaręs piruvatas oksiduojamas į acetil-CoA, o po to į CO 2, o išsiskyrę vandenilio atomai pereina į akceptorius. Taip vykdomas TTC.

2). Dehidrogenazių pašalintus vandenilio atomus priima anaerobinių ir aerobinių dehidrogenazių kofermentai. Tada jie pernešami kvėpavimo grandine, kurios tam tikrose atkarpose susidaro didelis kiekis laisvos energijos didelės energijos fosfatų pavidalu.

Trikarboksirūgšties ciklas (Krebso ciklas, TCA ciklas)

Piruvatas, susidaręs glikolizės metu, dekarboksilinamas į acetaldehidą, dalyvaujant multifermentiniam kompleksui piruvato dehidrogenazei. Acetaldehidas, susijungęs su vieno iš oksidacinių fermentų kofermentu – kofermentu A (CoA-SH), sudaro „aktyvuotą acto rūgštį“ – acetil-CoA – didelės energijos junginį.

Acetil-CoA, veikiant citrato sintetazei, reaguoja su oksaloacto rūgštimi (oksaloacetatu), susidaro citrinos rūgštis (C6 citratas), kuri yra pagrindinė TCA ciklo grandis (35 pav.). Citratas po izomerizacijos virsta izocitratu. Po to seka oksidacinis (H pašalinimas) dekarboksilinimas (CO 2 pašalinimas) izocitratas, kurio produktas yra 2-oksoglutaratas (C 5). Veikiamas fermento komplekso ɑ-ketoglutarato dehidrogenazės su aktyvia grupe NAD, jis virsta sukcinatu, prarasdamas CO 2 ir du vandenilio atomus. Tada sukcinatas oksiduojamas iki fumarato (C4), o pastarasis hidratuojamas (pridedant H2O) iki malato. Paskutinėje Krebso ciklo reakcijoje malatas oksiduojamas, o tai sukelia oksaloacetato (C 4) regeneraciją. Oksaloacetatas reaguoja su acetil-CoA ir ciklas kartojasi. Kiekviena iš 10 TCA ciklo reakcijų, išskyrus vieną, yra lengvai grįžtama. Du anglies atomai patenka į ciklą acetil-CoA pavidalu ir tiek pat anglies atomų palieka šį ciklą CO 2 pavidalu.

Ryžiai. 35. Krebso ciklas (pagal V.L. Kretovičių):

1, 6 – oksidacinė dekarboksilinimo sistema; 2 – citrato sintetazė, kofermentas A; 3, 4 – akonitato hidratazė; 5 – izocitrato dehidrogenazė; 7 – sukcinato dehidrogenazė; 8 – fumarato hidratazė; 9 – malato dehidrogenazė; 10 – spontaniška transformacija; 11 - piruvato karboksilazė

Dėl keturių Krebso ciklo redokso reakcijų trys elektronų poros perkeliamos į NAD ir viena elektronų pora į FAD. Tokiu būdu redukuoti elektronų nešikliai NAD ir FAD yra oksiduojami jau elektronų transportavimo grandinėje. Ciklo metu susidaro viena ATP molekulė, 2 CO 2 molekulės ir 8 vandenilio atomai.

Biologinė Krebso ciklo reikšmė yra ta, kad jis yra galingas energijos tiekėjas ir „statybiniai blokai“ biosintetiniams procesams. Krebso ciklas veikia tik aerobinėmis sąlygomis, esant anaerobinėms sąlygoms, jis yra atviras α-ketoglutarato dehidrogenazės lygiu.

Kvėpavimo grandinė

Paskutinis katabolizmo etapas yra oksidacinis fosforilinimas. Šio proceso metu išsiskiria didžioji dalis medžiagų apykaitos energijos.

Elektronų nešikliai NAD ir FAD, redukuoti Krebso cikle, yra oksiduojami kvėpavimo grandinėje arba elektronų transportavimo grandinėje. Nešančiosios molekulės yra dehidrogenazės, chinonai ir citochromai.

Abi fermentų sistemos yra prokariotų plazminėje membranoje, o eukariotų – mitochondrijų vidinėje membranoje. Elektronai iš vandenilio atomų (NAD, FAD) per sudėtingą nešėjų grandinę pereina į molekulinį deguonį, jį redukuodami ir susidaro vanduo.

Balansas. Energijos balanso skaičiavimai parodė, kad gliukozei skaidant glikolitiškai ir per Krebso ciklą, o vėliau kvėpavimo grandinėje oksiduojantis iki CO 2 ir H 2 O, kiekvienai gliukozės molekulei susidaro 38 ATP molekulės. Be to, maksimalus ATP kiekis susidaro kvėpavimo grandinėje – 34 molekulės, 2 molekulės EMT kelyje ir 2 molekulės TCA cikle (36 pav.).

Nevisiška organinių junginių oksidacija

Kvėpavimas dažniausiai siejamas su visiška organinio substrato oksidacija, t.y. galutiniai skilimo produktai yra CO 2 ir H 2 O.

Tačiau kai kurios bakterijos ir kai kurie grybai ne visiškai oksiduoja angliavandenius. Galutiniai nepilnos oksidacijos produktai yra organinės rūgštys: acto, citrinos, fumaro, gliukono ir kt., kurios kaupiasi terpėje. Šį oksidacinį procesą mikroorganizmai naudoja energijai gauti. Tačiau bendra energijos išeiga yra žymiai mažesnė nei visiškai oksiduojant. Dalis oksiduoto pradinio substrato energijos kaupiama susidariusiose organinėse rūgštyse.

Mikroorganizmai, kurie išsivysto dėl nepilnos oksidacijos energijos, naudojami mikrobiologinėje pramonėje organinėms rūgštims ir aminorūgštims gaminti.

Šiame išsamiame vadove sužinosite apie anabolizmo ir katabolizmo vaidmenį fiziologiniuose ir hormoniniuose procesuose, kurie turi įtakos raumenų augimui ir nykimui.

„Anabolizmas“ ir „katabolizmas“ yra bene dažniausiai vartojami terminai kultūrizme. Tačiau dauguma žmonių nelabai gerai išmano tuos procesus, kuriuos jie reiškia, bet žino tik tai, kad pirmasis susijęs su naujų struktūrų sinteze, o antrasis – su jų sunaikinimu.

Atsižvelgiant į tai, daugelis sportininkų sutelkia dėmesį į kūno sudėties ir raumenų hipertrofijos gerinimą, o riebalų deginimas dažnai yra jų pagrindinis tikslas. Todėl man atrodo pagrįsta kalbėti apie tai, kokį vaidmenį šiuose procesuose atlieka anabolizmas ir katabolizmas, taip pat viso organizmo funkcionavimas.

Šiame vadove bus apžvelgti pagrindiniai žmogaus endokrininės sistemos principai ir jų įtaka baltymų anabolizmui ir katabolizmui. Angliavandenių ir riebalų rūgščių metabolizmas bus aptartas atskirame straipsnyje, kartu su anaerobinių ir aerobinių pratimų vaidmeniu.

Metabolizmas yra vienas iš tų terminų, kuriuos žinome ir vartojame beveik visi, tačiau tik nedaugelis supranta, ką tai iš tikrųjų reiškia. Šiame skyriuje mes užpildysime žinių spragas ir paprastai suprasime, kas yra medžiagų apykaita.

Visi gyvi organizmai susideda iš paprastų dalelių – ląstelių. Taip, tai reiškia, kad net primityvūs mikroorganizmai, esantys žmogaus kūne, yra gyvi ir susideda iš didžiulio skaičiaus (pagalvokite apie 100 trilijonų) ląstelių, nors daugelis susideda tik iš vienos. Bet nukrypstu...

Šiose ląstelėse nuolat vyksta cheminės reakcijos, kurias lydi energijos įsisavinimas ir išsiskyrimas. Šios reakcijos skirstomos į dvi klases, kurias jau minėjome įvade – anabolines ir katabolines. Pirmajame energija naudojama ląstelių komponentams ir molekulėms kurti, o antrojoje – sudėtingoms struktūroms ir medžiagoms sunaikinti.

Todėl kalbėdami apie medžiagų apykaitą, turime omenyje visų šių fiziologinių reakcijų, būtinų gyvybei palaikyti, visumą ląstelės viduje. Daugelis kintamųjų, tokių kaip hormonai, fizinis aktyvumas, maistinių medžiagų prieinamumas ir energijos būklė, turi įtakos šiems procesams ir kada ir kaip jie vyksta. Kol kas tiesiog supraskite, kad medžiagų apykaita yra labai sudėtinga ląstelių reakcijų sistema, kurios metu absorbuojama ir išleidžiama energija.

„Anabolinių reakcijų metu sintetinami ląstelių komponentai ir molekulės, o katabolinių reakcijų metu vyksta atvirkštinis procesas.

Pagerinta kūno sudėtis

Daugumos sportininkų tikslas yra pagerinti kūno sudėtį (t. y. sumažinti riebalų kiekį ir (arba) padidinti raumenų masę). Problema ta, kad šis „prieštaringas“ procesas apima ir svorio padidėjimą, ir svorio mažėjimą. Kultūrizmo ir kūno rengybos srityje daugelis žmonių yra apsėsti tuo pačiu metu prarasti riebalus ir auginti raumenis.

Tačiau teoriškai šie procesai yra vienas kitą paneigiantys, nes vienam reikalingas energijos deficitas, o kitam – energijos perteklius. Todėl susidūręs su kokia nors „stebuklinga“ programa, garantuojančia vienu metu riebalų metimą ir raumenų auginimą, stengiuosi nuo jos laikytis nuošalyje, nes tai gana arogantiškas teiginys, pretenduojantis įveikti termodinamikos dėsnius.

Taigi idėją vienu metu auginti raumenų masę ir deginti riebalus geriausiai atspindi sūpynės (lenta ant stovo) - jei viena pusė pakyla, kita būtinai nusileidžia.

Štai kodėl daugelio sportininkų, norinčių pagerinti savo kūno sudėtį, tradicinis požiūris yra kaitalioti raumenų auginimo ir riebalų praradimo laikotarpius. Šie procesai šnekamojoje kalboje vadinami atitinkamai „masiavimu“ ir „džiovinimu“. Taip pat yra išlaikymo laikotarpis, kai sportininkas nepriauga / nepraranda raumenų masės ir riebalų.

Taigi dabar pažiūrėkime, kokį vaidmenį baltymų anabolizmas ir katabolizmas atlieka gerinant kūno sudėtį.

Baltymų ir skeleto raumenų stiprinimas

Skeleto raumenų audinys yra didžiausia aminorūgščių „sandėlys“ žmogaus kūne. Daugelis kultūristų ir sveikos gyvensenos entuziastų mėgsta diskutuoti baltymų vartojimo tema, daugiausia dėl to, kad šis makroelementas suteikia „statybinių blokų“ (amino rūgščių), reikalingų raumenų audinio sintezei.

Tačiau žmonės dažnai klaidingai interpretuoja informaciją šiuo klausimu. Tiesą sakant, baltymai yra esminės makromolekulės, kurios atlieka daug svarbių vaidmenų žmogaus organizme. Jie yra susiję ne tik su raumenų audinio sinteze, bet ir dalyvauja daugelyje kitų procesų:

Baltymų apykaita visame kūne – baltymų sintezė ir skaidymas visuose organuose, įskaitant skeleto ir kitus raumenis
Baltymų apykaita skeleto raumenyse – baltymų sintezė ir skilimas, kuris vyksta tik griaučių raumenyse

Kaip tikriausiai atspėjote, kai kalbama apie kūno sudėties tobulinimą, mes sąmoningai stengiamės sukurti skeleto raumenų audinį, o ne kitus raumenų audinius. Tai nereiškia, kad bendra baltymų sintezė organizme vaidina neigiamą vaidmenį (nes iš tikrųjų ji yra gyvybiškai svarbi egzistavimui), tačiau per didelis jos kiekis per tam tikrą laiką gali sukelti organų išsiplėtimą ir sveikatos problemų.

Sintezė, skilimas, metabolizmas, anabolizmas, katabolizmas ir hipertrofija

Raumenų baltymų sintezė – baltymų sintezė, vykstanti skeleto raumenų audinyje
Raumenų baltymų skilimas – baltymų skilimas, vykstantis tik skeleto raumenų audinyje
Baltymų apykaita – pusiausvyra tarp baltymų sintezės ir skaidymo
Baltymų anabolizmas raumenyse – tai raumenų audinio būklė, kai baltymų sintezė viršija jo skilimą ir dėl to raumenys didėja.
Baltymų katabolizmas raumenyse yra raumenų audinio būklė, kai baltymų skilimas viršija jo sintezę ir dėl to sumažėja raumenų dydis.
Hipertrofija – audinių augimas (dažniausiai taikomas raumenims)
Atrofija – raumenų apimties sumažėjimas, išsausėjimas (procesas, priešingas hipertrofijai)

Pagrindiniai hormonai ir veiksniai, susiję su baltymų anabolizmu ir katabolizmu skeleto raumenyse

Taigi, mes priėjome prie pagrindinės šio vadovo temos. Atėjo laikas pakalbėti apie tai, kokie veiksniai atlieka didžiausią vaidmenį baltymų anabolizme ir katabolizme, kuris galiausiai turi įtakos kūno sudėčiai. Kaip minėta anksčiau, anabolinių reakcijų metu susidaro ląstelių komponentai ir molekulės, o katabolinių reakcijų metu vyksta priešingai. Taip pat priminsiu, kad anabolinėms reakcijoms reikia energijos, o katabolines lydi jos išsiskyrimas. Abu procesai yra svarbūs kuriant skeleto raumenų audinį, o tai yra vienas iš svarbiausių kūno sudėties gerinimo aspektų.

Čia yra temų, kurios bus aptariamos toliau, sąrašas:

Aminorūgščių telkinys, aminorūgščių transportavimas ir oksidacija
insulino
Į insuliną panašus augimo faktorius-1 (IGF-1) ir į insuliną panašus augimo faktorių surišantis baltymas-3 (IGFBP-3)
Augimo hormonas
Androgeniniai hormonai
Estrogenų hormonai
Skydliaukės hormonai
„Streso hormonai“ – gliukokortikoidai, gliukagonas ir katecholaminai

Atminkite, kad daugelis šiame vadove aptartų hormonų ir veiksnių sąveikauja tarpusavyje specifiniais būdais, kurių beveik neįmanoma (arba bent jau nepraktiška) ignoruoti, ypač kasdieniame gyvenime.

Aminorūgščių telkinys, aminorūgščių transportavimas ir oksidacija

Kaip minėta anksčiau, raumenų audinys yra didžiausia aminorūgščių „sandėlys“ organizme, taip pat didelis baltymų kiekis. Šiuo metu mus domina 2 pagrindiniai aminorūgščių telkiniai – cirkuliuojantys ir tarpląsteliniai.

Kai kūnas yra badavimo (ir kitų katabolinių) būsenų, aminorūgštys išsiskiria iš raumenų į kraują, kad pamaitintų likusius kūno audinius. Ir atvirkščiai, kai būtinas baltymų anabolizmas, aminorūgštys iš kraujotakos aktyviai pernešamos į tarpląstelinę raumenų ląstelių erdvę ir įtraukiamos į baltymus (taip sintetinamos naujos).

Tai yra, be tarpląstelinių aminorūgščių, baltymų sintezę/anabolizmą taip pat iš dalies reguliuoja aminorūgščių transportavimas tiek į raumenų ląsteles, tiek iš jų.

Gyvūnams (dažniausiai mėsėdžiams) aminorūgštys suteikia pakankamai energijos oksidacijos būdu. Aminorūgščių oksidacija į amoniaką, po kurios susidaro anglies skeletas, vyksta esant per dideliam baltymų kiekiui maiste, nevalgius, ribojant angliavandenių kiekį ir (arba) diabetu.

Amoniakas išsiskiria iš organizmo karbamido pavidalu per inkstus, o aminorūgščių anglies griaučiai patenka į citrinos rūgšties ciklą gamindami energiją. Kai kurie žmonės prieštarauja tradicinei „kultūristo dietai“ ir teigia, kad didelis baltymų suvartojimas sukelia įtampą inkstams. Tačiau net ir vartojant daugiau nei 4 gramus baltymų vienam kilogramui liesos kūno masės, žmonėms, kurių inkstai sveiki, nekyla jokia rizika (nors daugumai natūraliai sportuojančių tai yra per didelis kiekis).

"Estrogenai padidina augimo hormono ir IGF-1 lygį, o tai yra naudinga baltymų anabolizmui ir antikatabolizmui"

insulino

Insulinas yra peptidinis hormonas, kurį gamina kasa, daugiausia reaguodama į padidėjusį cukraus kiekį kraujyje (nes jis veikia kaip gliukozės transporterių baltymų reguliatorius). Smarkiai išaugus 2 tipo cukriniu diabetu sergamumui JAV, insulinas, deja, išgarsėjo kaip kone pagrindinis žmonijos priešas.

Tačiau jei jūsų tikslas yra sukurti liekną ir raumeningą kūną, insulinas jums pasitarnaus. Pasinaudokite jo anabolinėmis savybėmis ir nevenkite jo bet kokia kaina, kaip siūlo daryti daugelis angliavandenių priešininkų.

Insulinas yra vienas iš galingiausių anabolinių hormonų žmogaus organizme. Jis aktyvina baltymų sintezę visame kūne, pakankamai papildydamas aminorūgščių atsargas. Svarbiausia yra tai, kad hiperinsulinemijos (padidėjusio insulino kiekio) būklė be kartu esančių aminorūgščių nepadidina baltymų sintezės visame kūne (nors tai sumažina baltymų skilimo greitį).

Be to, nors insulinas mažina baltymų skaidymąsi visame kūne, jis nemoduliuoja ubikvitinacijos sistemos, atsakingos už raumenų baltymų skaidymo reguliavimą.

Tyrimai rodo, kad insulinas tiesiogiai nekeičia daugumos aminorūgščių transmembraninio transportavimo greičio, o greičiau padidina raumenų baltymų sintezę, pagrįstą aktyviu tarpląsteliniu aminorūgščių telkiniu. Išimtis iš šios taisyklės yra aminorūgštys, kurioms naudojamas natrio ir kalio pompa (pirmiausia alaninas, leucinas ir lizinas), nes insulinas sukelia skeleto raumenų ląstelių hiperpoliarizaciją, aktyvuodamas šias pompas.

Tai rodo, kad hiperinsulinemijos būsena lygiagrečiai su hiperaminoacidemija (padidėjęs aminorūgščių kiekis plazmoje) turėtų būti pakankamai palanki raumenų baltymų sintezei. Štai kodėl labai prastos mitybos pacientams dažnai skiriamos aminorūgščių ir insulino injekcijos.

Santrauka:

Insulinas yra anabolinis hormonas, skatinantis baltymų sintezę skeleto raumenyse, tačiau šiam poveikiui pasiekti reikalingas aminorūgščių tiekimas.

Kaip minėta aukščiau, hiperinsulinemijos ir hiperaminoacidemijos būsenos skatins raumenų baltymų sintezę, o geriausias būdas jas sukelti yra tiesiog vartoti baltymus ir angliavandenius.

Tačiau neturėtumėte manyti, kad kuo daugiau insulino, tuo geriau. Tyrimai rodo, kad nors šis hormonas padidina baltymų sintezę raumenyse po valgio, yra tam tikras prisotinimo taškas, kai jis nebeteikia intensyvesnės reakcijos.

Daugelis žmonių mano, kad didžiulė greitųjų angliavandenių porcija kartu su išrūgų baltymais yra ideali priemonė raumenų baltymų augimui suaktyvinti, ypač po jėgos treniruotės. Tiesą sakant, neturėtumėte bandyti padidinti insulino lygio. Lėtas, laipsniškas insulino atsakas (kaip matyti esant mažai glikemijos angliavandenių įkrovimui) suteikia tokią pat naudą raumenų baltymų sintezei kaip ir greitas.

Į insuliną panašus augimo faktorius-1 (IGF-1) ir į insuliną panašus augimo faktorių surišantis baltymas-3 (IGFBP-3)

IGF-1 yra peptidinis hormonas, savo molekuline struktūra labai panašus į insuliną, kuris veikia organizmo augimą. Jis daugiausia gaminamas kepenyse, kai augimo hormonas jungiasi ir veikia kai kuriuos audinius tiek lokaliai (parakrininis), tiek sistemiškai (endokrininis). Taigi, IGF-1 yra augimo hormono įtakos tarpininkas ir veikia ląstelių augimą bei proliferaciją.

Taip pat svarbu atsižvelgti į IGFBP-3 veikimą šiame kontekste, nes beveik visas IGF-1 yra susietas su viena iš 6 baltymų klasių, o IGFBP-3 sudaro apie 80 % visų šių jungčių.

Manoma, kad IGF-1 veikia baltymų apykaitą panašiai kaip insulinas (esant didelėms koncentracijoms) dėl savo gebėjimo surišti ir aktyvuoti insulino receptorius, nors ir daug mažesniu mastu (apie 1/10 insulino poveikio).

Todėl nenuostabu, kad IGF-1 skatina baltymų anabolizmą skeleto raumenyse ir visame kūne. Unikali IGFBP-3 savybė yra ta, kad jis slopina skeleto raumenų atrofiją (t. y. turi antikatabolinį poveikį).

Santrauka:

Kadangi IGF-1 ir IGFBP-3 skatina baltymų anabolizmą ir apsaugo nuo skeleto raumenų nykimo bei kacheksijos, daugeliui iš jūsų gali kilti pagrįstas klausimas, kaip padidinti šių struktūrų kiekį kraujyje?

Na, o IGF-1 ir IGFBP-3 (taip pat augimo hormono) kiekį kraujyje bet kuriuo metu įtakoja keli veiksniai, įskaitant genetiką, bioritmus, amžių, pratimus, mitybą, stresą, ligas ir etninę kilmę.

Daugelis gali manyti, kad padidėjus insulino kiekiui vėliau padidės IGF-1, tačiau taip nėra (priminsiu – insulinas ir IGF-1 yra struktūriškai šiek tiek panašūs, tačiau gaminami skirtingai). Kadangi IGF-1 galiausiai gamina augimo hormonas (apytiksliai praėjus 6–8 valandoms po to, kai jis patenka į kraują), protingiau sutelkti dėmesį į pastarojo lygio didinimą (ką aptarsime skyriuje apie augimo hormoną).

Ir dar viena pastaba. Pastaraisiais metais kai kurie papildų gamintojai bandė mus įtikinti, kad elnio rago ekstraktas skatina skeleto raumenų augimą ir atsistatymą dėl didelio jame esančio IGF-1 kiekio. Neturėtumėte tikėti šiais žodžiais, nes IGF-1 yra peptidinis hormonas, o jei vartojamas per burną, jis greitai suskaidomas virškinimo trakte prieš patekdamas į kraują. Būtent dėl šios priežasties žmonės, sergantys 2 tipo cukriniu diabetu, yra priversti švirkšti insuliną (taip pat ir peptidinį hormoną), o ne vartoti jį tabletėmis ar kitomis panašiomis formomis.

"Kortizolis dažnai dalyvauja raumenų išsekimo procese, nes jis pirmiausia veikia kaip katabolinis hormonas metabolinių funkcijų požiūriu."

Augimo hormonas

Augimo hormonas (GH) yra peptidinis hormonas, kurį gamina hipofizė, skatinantis ląstelių augimą ir dauginimąsi. Jei žmogus valgo tinkamai, GH sukelia insulino gamybą kasoje, o taip pat IGF-1, kai jis pasiekia kepenis, gamybą, o tai vėliau padidina raumenų masę, riebalinį audinį ir papildo gliukozės atsargas. Pasninko ir kitų katabolinių būsenų metu GH pirmiausia skatina laisvųjų riebalų rūgščių išsiskyrimą ir oksidaciją, kad būtų naudojamas kaip energijos šaltinis, taip išsaugodamas liesą kūno masę ir glikogeno atsargas.

Daugelis kūno rengybos guru klaidingai supranta GH poveikį, teigdami, kad jis nėra anabolinis ar turi kokios nors medicininės naudos (tai skamba įžūliai, atsižvelgiant į mokslinius įrodymus apie šį hormoną). Tiesą sakant, GH turi daug anabolinių veiksmų, tačiau jie skiriasi nuo insulino. GH gali būti laikomas pagrindiniu anaboliniu hormonu streso ir badavimo metu, o insulinas toks yra prieš valgį.

Santrauka:

GH yra labai sudėtingas hormonas, kurį šiandien aktyviai tiria mokslininkai, nes daugelis jo savybių lieka neaiškios.

GH yra galingas hormonas, kuris skatina baltymų sintezę ir mažina baltymų skaidymąsi visame kūne. Tikėtina, kad šis poveikis gali būti sukeltas skeleto raumenų audinyje, taip pat padidinus IGF-1 lygį (tikiuosi, kad ateinančiais metais tyrimai bus skirti šiam aspektui).

Be to, GH stipriai slopina oksidacijos procesą ir pagerina svarbių aminorūgščių, tokių kaip leucinas, izoleucinas ir valinas (šakotoji grandinė), pernešimą per membraną. Taip pat reikėtų pažymėti, kad GH yra pagrindinis riebalų deginimo veiksnys, nes skatina laisvųjų riebalų rūgščių naudojimą kaip energijos šaltinį.

Kaip minėta pirmiau skyriuje apie IGF-1, GH sekrecijos tūrį ir laiką įtakoja daugelis kintamųjų. Jei atsižvelgsime į tai, kad GH išskiriamas „pulso“ režimu (apie 50% visos dienos gamybos susidaro gilaus miego metu), patartina atsižvelgti į šį jo stimuliatorių ir inhibitorių sąrašą:

GH gamybos stimuliatoriai:

Lytiniai hormonai (androgenai ir estrogenai)
Peptidiniai hormonai, tokie kaip grelinas ir augimo hormoną atpalaiduojantys peptidai (GHRH)
L-DOPA, neurotransmiterio dopamino pirmtakas
Nikotino rūgštis (vitaminas B3)
Nikotino receptorių agonistai
Somatostatino inhibitoriai
Alkis
Gilus sapnas
Intensyvi mankšta

GH gamybos inhibitoriai:

Somatostatinas
Hiperglikemija
IGF-1 ir GR
Ksenobiotikai
Gliukokortikoidai
Kai kurie lytinių hormonų metabolitai, tokie kaip dihidrotestosteronas (DHT)

„Idėja auginti raumenis ir deginti riebalus tuo pačiu metu geriausiai suprantama kaip sūpykla (lenta ant stovo) – jei viena pusė kyla aukštyn, kita būtinai nusileis.

Androgeniniai hormonai

Daugelis iš jūsų tikriausiai yra susipažinę su terminu „anaboliniai androgeniniai steroidai“ (AAS), dažnai vartojamu žiniasklaidoje ir kūno rengybos bendruomenėje. Androgenai iš tikrųjų yra anaboliniai hormonai, turintys įtakos vyrų reprodukcinių organų vystymuisi ir antrinėms seksualinėms savybėms.

Antinksčiuose gaminami keli androgenai, tačiau mes koncentruosimės tik į testosteroną (daugiausia jis gaminamas vyrų sėklidėse ir moterų kiaušidėse), nes jis yra pagrindinis vyriškas lytinis hormonas ir galingiausias natūralus, endogeniškai gaminamas anabolinis hormonas. steroidų.

Yra daug įrodymų, kad testosteronas vaidina pagrindinį vaidmenį augant ir palaikant skeleto raumenų audinį. Tyrimai parodė, kad vyrams, sergantiems hipogonadizmu, vartojant testosterono pagrindu pagamintus vaistus, gana dramatiškai padidėja raumenų audinys, skeleto raumenų jėga ir baltymų sintezė. Panašus poveikis buvo pasiektas sportininkams ir paprastiems sveikiems žmonėms suleidus farmakologines įvairių androgenų dozes.

Atrodo, kad testosteronas, kaip ir augimo hormonas, turi anabolinį poveikį, nes sumažina aminorūgščių (ypač leucino) oksidaciją ir padidina jų įsisavinimą organizme, taip pat skeleto raumenų baltymuose.

Be to, testosteronas ir augimo hormonas sukuria sinergetinį anabolinį poveikį, sustiprindami jų poveikį baltymų sintezei skeleto raumenyse.

Santrauka:

Yra daug priežasčių, kodėl testosteronas ir kiti androgenai buvo taip gerai ištirti. Akivaizdu, kad šie junginiai turi daug anabolinių savybių. Testosteronas yra stiprus aminorūgščių oksidacijos inhibitorius ir padidina baltymų sintezę tiek skeleto raumenyse, tiek visame kūne (taip pat atrodo, kad jis turi antiproteolitinį poveikį). Kaip ir augimo hormono ir IGF-1 atveju, endogeninio testosterono sekrecijos moduliavimą atlieka daug veiksnių. Žemiau pateikiamas trumpas kai kurių iš jų sąrašas.

Teigiami veiksniai:

Užtenka miego
Sumažėjęs riebalų kiekis (tam tikru mastu, nes riebalų ląstelės išskiria aromatazę)
Intensyvus pratimas (ypač jėgos treniruotės)
d-asparto rūgšties papildai
Vitamino D papildai
Abstinencija (maždaug 1 savaitę)

Neigiami veiksniai:

Nutukimas
Miego trūkumas
Cukrinis diabetas (ypač 2 tipo)
Sėslus gyvenimo būdas
Itin mažo kaloringumo dieta
Ilgalaikiai aerobiniai/kardio pratimai
Per didelis alkoholio vartojimas
Ksenobiotikai

Estrogenų hormonai

Estrogenai yra pagrindiniai moteriški lytiniai hormonai, atsakingi už reprodukcinių audinių augimą ir brendimą. Jų yra ir vyrų organizme, nors ir daug mažesnėmis koncentracijomis. Steroidogenezės metu gaminami trys pagrindiniai estrogenai: estradiolis, estronas ir estriolis. Kalbant apie savo poveikį, estradiolis yra maždaug 10 kartų galingesnis už estroną ir 80 kartų galingesnis už estriolį.

Moterų kiaušidėse daugiausia estrogenų gaminama aromatizuojant androstenedioną, o vyrų sėklidėse susidaro nedideli kiekiai dėl testosterono aromatizacijos riebalų ląstelėse.

Skirtingai nuo tų hormonų, apie kuriuos jau kalbėjome, estrogenai turi ir anabolinių, ir katabolinių savybių, susijusių su baltymų metabolizmu (daugiausia per kitus organizmo hormonus).

Tyrimai parodė, kad estrogenai padidina GH ir IGF-1 lygį, kurie abu yra naudingi baltymų anabolizmui ir antikatabolizmui. Be to, estrogenai sulaiko vandenį, kuris skatina ląstelių padidėjimą, taigi ir anabolinį procesą.

Tačiau, kai estrogenų yra per daug, jie gali netiesiogiai sukelti katabolizmą, blokuodami androgenų receptorius ir sumažindami gonadotropiną atpalaiduojančio hormono gamybą pagumburyje, o tai galiausiai sumažina testosterono gamybą organizme.

Santrauka:

Kaip ir visose sveikatos ir kūno rengybos srityse, estrogenų lygis turi būti subalansuotas. Estrogenai atlieka daug svarbių vaidmenų žmogaus organizme, įskaitant anabolinį / antikatabolinį poveikį baltymų metabolizmui.

Būkite atsargūs, nes per didelis estrogeno kiekis (ypač vyrams) paprastai sumažina testosterono sekreciją ir prieinamumą, užkertant kelią jo teigiamam poveikiui baltymų apykaitai.

Štai keletas bendrų patarimų, kurie padės subalansuoti estrogenų gamybą:

Valgykite subalansuotą mitybą, kurioje yra pakankamai vitaminų, mineralų ir skaidulų
Apribokite sojos ir fitoestrogenų suvartojimą iš augalinio maisto
Ribokite alkoholio vartojimą, nes tai pablogina kepenų gebėjimą metabolizuoti estrogenus
Reguliariai mankštinkitės
Išlaikykite sveiką kūno svorį, venkite per mažo svorio ar nutukimo

Skydliaukės hormonai

Skydliaukės hormonai yra vienas iš pagrindinių medžiagų apykaitos reguliatorių, veikiantis beveik visas žmogaus kūno ląsteles. Skydliaukė gamina tiroksiną (T4) ir trijodtironiną (T3), o T4 yra T3 prohormonas. T3 yra maždaug 20 kartų stipresnis nei T4, todėl laikomas „tikruoju“ skydliaukės hormonu (dauguma T3 susidaro dejodinuojant T4).

Tyrimai rodo, kad skydliaukės hormonai padidina baltymų sintezę ir skaidymą visame kūne. Tuo pačiu metu jie aktyviau stimuliuoja pastarąjį, o tai reiškia, kad jie turi katabolinį poveikį.

Paprastai skydliaukės hormonai, esant normaliam fiziologiniam diapazonui, atlieka svarbų vaidmenį reguliuojant baltymų apykaitą. Atrodo, kad skeleto raumenų ar baltymų anabolizmas nėra naudingas didinant skydliaukės hormonų gamybą, kad būtų pasiekta hipertiroidizmo būsena, kuri greičiausiai turi katabolinį poveikį.

Santrauka:

Kadangi pagrindinis šio straipsnio tikslas yra pakalbėti apie hormonus ir faktorius, turinčius įtakos baltymų apykaitai, šiame skyriuje nebuvo užsiminta apie skydliaukės hormonų vaidmenį riebalų ir angliavandenių apykaitos procese. Tiesiog žinokite, kad skydliaukės hormonų katabolinė prigimtis reiškia, kad jie bus naudingi mažinant riebalus, nes reguliuoja medžiagų apykaitą (todėl daugelis hipertiroidizmu sergančių žmonių turi per mažą svorį ir (arba) jiems sunku priaugti svorio).

Tačiau jei jūsų tikslas yra pasiekti anabolizmą (ypač skeleto raumenyse), neturėtumėte manipuliuoti skydliaukės hormonų lygiu. Geriausias sprendimas palaikyti tinkamą baltymų apykaitą yra palaikyti eutiroidinę būklę (ty normalią).

„Streso hormonai“ – gliukokortikoidai, gliukagonas ir epinefrinas

Terminas „streso hormonai“ dažnai vartojamas literatūroje, apibūdinant gliukokortikoidus (pirmiausia kortizolį), gliukagoną ir katecholaminus (ypač epinefriną/adrenaliną). Taip yra visų pirma dėl to, kad jų sekrecija skatinama reaguojant į stresą (atkreipkite dėmesį, kad stresas ne visada yra blogas dalykas ir nėra žodžio „bėda“ sinonimas).

Gliukokortikoidai priklauso antinksčių liaukose gaminamų steroidinių hormonų klasei. Jie reguliuoja medžiagų apykaitą, vystymąsi, imuninę funkciją ir pažinimą. Pagrindinis gliukokortikoidas, gaminamas žmogaus organizme, yra kortizolis. Kortizolis yra svarbus hormonas, reikalingas gyvybinėms funkcijoms palaikyti, tačiau, kaip ir daugelis kitų hormonų, per didelės arba mažos koncentracijos jis gali pakenkti organizmui.

Kortizolis dažnai dalyvauja raumenų nykimo procese, nes jis pirmiausia veikia kaip katabolinis hormonas, susijęs su metabolinėmis funkcijomis. Netinkamos mitybos / bado laikotarpiais jis palaiko vardinę gliukozės koncentraciją kraujyje, inicijuodamas gliukoneogenezę. Tai dažnai įvyksta skaidant baltymus ir naudojant aminorūgštis kaip proceso substratą.

Gliukagonas yra peptidinis hormonas, gaminamas kasoje. Daugiausia jis veikia priešinga insulino veikimo kryptimi (pavyzdžiui, skatina gliukozės išsiskyrimą iš kepenų į kraują, kai sumažėja cukraus kiekis kraujyje). Panašiai kaip kortizolis, gliukagonas veikia gliukoneogenezę ir glikogenolizę.

Paskutinis šios „triados“ hormonas yra epinefrinas/adrenalinas (kartais dar vadinamas baimės hormonu). Jis gaminamas centrinėje nervų sistemoje ir antinksčiuose ir veikia beveik visus kūno audinius, veikdamas adrenerginius receptorius. Kaip ir kortizolis ir gliukagonas, adrenalinas skatina glikogenolizę kepenyse ir raumenyse.

Reaguojant į streso hormonų injekcijas, baltymų sintezės greitis skeleto raumenų audinyje smarkiai sumažėja. Akivaizdu, kad ilgai veikiant streso hormonus, sutrinka raumenų baltymų sintezė, o tai lemia raumenų audinio atrofiją.

Taip pat reikia pažymėti, kad adrenalinas ir kortizolis gali slopinti insulino sekreciją, o kaip prisimenate, insulinas yra anabolinis hormonas. Kai kurių tyrimų duomenimis, kortizolis slopina IGF-1 sintezę, o tai, kaip jau minėta, prieštarauja baltymų anabolizmui.

Santrauka:

Streso hormonai nėra „blogi“ ir jų nereikėtų bet kokia kaina vengti ar slopinti, nes jie yra būtini daugelyje gyvenimo aspektų.

Tyrimų rezultatai rodo, kad šių hormonų injekcijos skatina baltymų skaidymą daugumoje organizmo audinių ir skatina aminorūgščių oksidaciją. Jie taip pat gali trukdyti baltymų sintezei dėl nuolatinio insulino ir IGF-1 poveikio ir antplūdžio. Šių veiksmų derinys galiausiai sukelia katabolinį poveikį.

Tačiau nesupraskite klaidingai šio paskutinio teiginio ir nemanykite, kad staigūs šių hormonų antplūdžiai (kurie atsiranda dėl didelio streso) kenkia raumenų augimui. Streso hormonai yra neatsiejama žmogaus fiziologijos dalis. Jei jūsų kraujyje ilgą laiką yra neįprastai didelis kortizolio, gliukagono ir epinefrino kiekis (pvz., Kušingo sindromas, lėtinis stresas ir kt.), tikriausiai nereikia jaudintis dėl jų šuolio, nes jie to nedaro. t Tai tik netinkama, bet ir žalinga.

Išvada

Nors šiame straipsnyje gausu mokslinio žargono, tikiuosi, kad jis paaiškino pagrindinius veiksnius, turinčius įtakos baltymų apykaitai. Tai sudėtinga tema, o baltymų apykaita yra nuolat besikeičianti tyrimų sritis, tačiau šią problemą reikia išanalizuoti ir aptarti.

Šiame straipsnyje nerekomenduojama vartoti jokių šiame straipsnyje paminėtų junginių ar hormonų be kvalifikuoto specialisto leidimo ir priežiūros. Čia pateikta informacija yra skirta manipuliuoti hormonų lygiu endogeniniu, o ne egzogeniniu būdu.

Galiausiai atminkite, kad daugelis fiziologinių procesų yra labai sudėtingi. Svarbu visada atsižvelgti į aplinkybes ir situacijos kontekstą. Nepamiršti individualių žmogaus savybių svarbos teikiant mitybos ir mankštos patarimus nėra nei praktiška, nei protinga.

Šis vadovas skirtas paaiškinti veiksnius, turinčius įtakos baltymų apykaitai, ir suteikti jums, mielas skaitytojau, informacijos, kuri padės jums sukurti optimalią mitybos programą ir gyvenimo būdą, reikalingą jūsų tikslams pasiekti.

Gyvame organizme nuolat vyksta įvairūs procesai, užtikrinantys jo gyvybines funkcijas. Viena iš jų – medžiagų apykaita (medžiagų apykaita), kuri suvartotą maistą paverčia energija. Šiame straipsnyje bus kalbama apie medžiagų apykaitą. Apsvarstysime medžiagų apykaitos procesų esmę, išsiaiškinsime jų etapus ir atsakysime į klausimą – kas yra katabolizmas ir anabolizmas.

Metabolizmo esmė ir jos vaidmuo gyviems organizmams

Kad gyvi organizmai galėtų augti, atsinaujinti ir daugintis, gamta juos apdovanojo itin svarbiu gebėjimu iš išorinio maisto gaunamas kalorijas paversti vertinga gyvybei reikalinga energija. Šių biocheminių procesų visuma vadinama metabolizmu arba metabolizmu.

Kiekvieno individo medžiagų apykaita gali būti išreikšta kiekybiniu koeficientu, kuris lemia greitį, kuriuo organizmas maistą paverčia naudinga energija. Nustatyta, kad medžiagų apykaitos procesų aktyvumą įtakoja keletas veiksnių:

Grindys. Vyrų medžiagų apykaita yra 10-20% didesnė nei moterų.
Amžius. Paprastai metabolizmas (anabolizmas, katabolizmas) vyksta greičiau per pirmuosius 25-30 gyvenimo metų, po to kas dešimtmetį metabolizmas sumažėja 3%.
Perteklinis svoris lemia greitą maistinių medžiagų įsisavinimą, kurios kaupiamos kaip riebalai raumenų audinyje ir kepenyse.
Fizinis aktyvumas pagreitina medžiagų apykaitą toliau progresuojant - 20% per pirmąsias 2-3 valandas, o kitą dieną - 5%.

Metaboliniai procesai gyvuose organizmuose neišvengiamai vyksta dviem priešingomis formomis: disimiliacija (katabolizmas) ir asimiliacija (anabolizmas). Toliau mes apžvelgsime šiuos procesus išsamiau.

Skaitykite daugiau apie tai, kas yra katabolizmas

Katabolizmas – tai procesas, kurio metu sudėtingos medžiagos ląstelių, audinių, organų ir kitų dalykų rinkinio pavidalu suskaidomos į paprastesnes. Katabolinius procesus būtinai lydi energijos ląstelių susidarymas ir praturtėjimas ATP pavidalu, kuris vėliau gali būti panaudotas sintezei ir kitiems gyvybiškai svarbiems procesams, pavyzdžiui, judėjimui.

Šie hormonai turi įtakos katabolizmui, o tiksliau sudėtingų medžiagų skilimo greičiui:

kortizolis – gaminamas organizme dėl stresinių situacijų;
adrenalino, kurio koncentracija gali padidėti badaujant, taip pat kai žmogus patiria stiprias emocijas;
gliukagonas yra riebalus deginantis hormonas, kuris aktyviai gaminamas, kai ribojamas angliavandenių kiekis su maistu (dietikoje tai įmanoma laikantis dietų, kuriose vyrauja baltyminio maisto vartojimas).

Katabolizmo etapai

Sudėtingų junginių skaidymas vyksta keliais nuosekliais etapais, įskaitant:

Organinių riebalų, baltymų ir sudėtinių angliavandenių molekulių skaidymas į monomerus (pavyzdžiui, riebalų rūgštis, aminorūgštis, monosacharidus). Procesas vyksta už ląstelės ribų – virškinamajame trakte.
Monomerų patekimas per kraujo ir limfos apytaką į audinių ląsteles, kur skilimo procesas tęsiasi tol, kol susidaro mažesnės struktūros, tokios kaip kofermentų acetilo grupė.
Oksidacija veikiant deguoniui mažos molekulinės masės junginių kvėpavimo metu, dėl to susidaro anglies dioksidas ir vanduo bei kaupiasi ląstelių energija ATP.

Kaip atsiranda anabolizmas?

Pažiūrėjus, kas yra katabolizmas, būtų tikslinga pateikti priešingos jo formos – anabolizmo – sąvoką. Taigi, jei katabolizmas yra polimerų skaidymo procesas, tai anabolizmas yra ne kas kita, kaip paprastų medžiagų sintezė į sudėtingus junginius, iš kurių susidaro naujos kūno ląstelės ir audiniai.

Anabolizmas užtikrina visų tipų kūno audinių augimą, vystymąsi ir regeneraciją.

Asimiliacijos metabolizmas taip pat vyksta trimis etapais:

Pirma, mažos molekulinės masės junginiai sudaro pirmtakų molekules.
Kitame etape šios molekulės paverčiamos aktyviomis formomis, o katabolizmo metu sukaupta ląstelių energija išeikvojama.
Paskutinis etapas apima organizmo statybinių medžiagų – polimerų – baltymų, angliavandenių ir riebalų formavimosi procesą.

Katabolizmo ir anabolizmo ryšys

Katabolizmas ir anabolizmas yra glaudžiai tarpusavyje susiję procesai. Pirmasis užtikrina organinių junginių skilimą į paprastas medžiagas ir energijos, reikalingos asimiliacinei apykaitai, kaupimą. Antrasis aprūpina katabolinius procesus reikalingais fermentais.

Šios dvi mainų formos nuolat vyksta gyvuose organizmuose ir gali egzistuoti dviejų tipų sąveikoje:

pusiausvyros būsenoje;
vienos rūšies vyravimas prieš kitas.

Medžiagų apykaitos procesų išsaugojimas ar disbalansas priklauso nuo amžiaus ir nuo psichoemocinės organizmo būklės. Pavyzdžiui, vaikams, ypač pirmaisiais gyvenimo metais, anabolizmas vyrauja prieš katabolizmą, o vyresnio amžiaus žmonėms – atvirkščiai.

Stresas ir fizinis aktyvumas taip pat lemia medžiagų apykaitos procesų pusiausvyros poslinkį disimiliacijos link. Galų gale, kas yra katabolizmas? Praktiškai tai yra svorio metimas ir kalorijų deginimas.