Анаболізм і катаболізм - енергетичний обмін і взаємозв'язок процесів в організмі
Людський організм володіє дивовижною здатністю підтримувати міцні зв'язки з навколишнім середовищем, що здійснюється за допомогою обміну речовин – комплексу процесів, який також називають метаболізмом (він включає в себе анаболізм і катаболізм). Обидві складові відрізняються один від одного і грають однаково важливі ролі для підтримки життєдіяльності тіла.
Поняття про обмін речовин
Метаболізмом можна позначити як набір біохімічних процесів, які здійснюються у будь-якому живому організмі, включаючи тіло людини. Обмін речовин потрібен для забезпечення життєдіяльності органів і систем, причому ці хімічні реакції дозволяють нам рости, адаптуватися до умов зовнішнього середовища, загоювати рани, розмножуватися, пр. Обмінні процеси поділяються на два види:
- асиміляція (конструктивні процеси або анаболізм);
- дисиміляція (руйнівні процеси або катаболізм).
Що таке анаболізм
Пластичний обмін можливий лише за умови наявності достатньої кількості енергії. Анаболізм – це процес утворення нових клітин, структур, тканин, органічних речовин в організмі. Створення частинок супроводжується поглинанням енергії, при цьому всі процеси відбуваються в стані спокою і стимулюються анаболічними гормонами (стероїдами, інсуліном, гормоном росту, тощо) Анаболізм сприяє:
- зростання/розвитку м'язів;
- мінералізації кісток;
- відновлення тканин, клітин.
Що таке катаболізм
Етапи даного процесу здійснюються з утворенням енергії (при цьому синтез АТФ відбувається в ЦПЭ – ланцюга перенесення електронів). Катаболізм – це енергообмін, протилежний анаболізму, який характеризується розщепленням тканин, структур органів, складних речовин до простих елементів. Найважливішим завданням процесу є забезпечення організму необхідною енергією і подальше використання її для потреб тіла. Катаболізм викликають:
- стрес;
- голодування;
- фізичне навантаження, інші фактори, які супроводжуються виробленням адреналіну.
Взаємозв'язок анаболізму і катаболізму
Обидва процеси взаємопов'язані і однаково важливі для людини, вони лежать в основі метаболізму. При цьому енергетичний обмін служить основою будь біохімії, що відбувається в тілі. Кожен процес життєдіяльності буде нездійсненним без метаболізму: завдяки трансформації енергії і речовин в організмі клітини можуть зростати, зберігати свою структуру і розвиватися, створюючи складні структури.
Взаємозв'язок анаболізму і катаболізму незаперечна, хоча два процеси є кардинально протилежними один одному. Внаслідок катаболічних реакцій виробляється енергія і речовини, які необхідні для здійснення анаболічного процесу. При цьому анаболізм забезпечує вироблення ферментів і інших продуктів, потрібних для катаболізму. Наприклад, людський організм може самостійно заповнити нестачу чотирнадцяти амінокислот (складових компонентів білків). Дисбаланс метаболічних процесів здатний спричинити загибель всього організму.
Що відбувається в процесі катаболізму
З допомогою енергообміну організм одержує енергію за рахунок руйнування біологічних матеріалів. В ході катаболізму відбувається процес розпаду великих комплексів молекул на більш дрібні, при цьому відбувається вироблення енергії, яка потрібна для здорового функціонування органів і систем. Завдяки катаболізму організм отримує сили для будь-якої фізичної активності – від рівня клітин, до руху всього тіла. Під час катаболічних реакцій відбувається розщеплення великих полімерів до простих мономерів – будівельних одиниць, з яких вони формуються. Приклад катаболізму:
- Відбувається порушення цілісності нуклеїнових кислот, відповідальних за передачу генетичної інформації, внаслідок чого вони розпадаються на нуклеотиди. Нуклеїнові кислоти поділяються на пентозу, пурини, пиримидины.
- З полісахаридів в процесі катаболізму виходять моносахариди. Речовини (складні вуглеводи) типу целюлози, крохмалю або глікогену відносяться до групи полісахаридів. Якщо їх зруйнувати, організм отримає прості або швидкі вуглеводи – рибозу, глюкозу, фруктозу (група речовин називається моносахаридами).
- При розпаді протеїнів виходять амінокислоти. Ці речовини, сформовані внаслідок катаболізму, можуть повторно використовувати при анаболічних реакціях, перетворюватися в інші хімічні сполуки або брати участь в синтезі інших амінокислот. Іноді білки розпадаються на амінокислоти, необхідні для синтезу глюкози, потрапляє в кров.
Етапи катаболізму
Цей процес потрібен, щоб організм отримував енергію в достатній кількості. Будь-які речовини, що переробляються в тілі людини, є джерелами АТФ – спеціальних молекул, необхідних для накопичення енергії. Кількість аденозинтрифосфату обмежена, тому його слід постійно поповнювати і зробити це можна лише за допомогою катаболізму. Енергообмін здійснюється в кілька стадій. Етапи катаболізму:
- вуглеводи, білки, жири розпадаються до простих молекул в ШКТ, поза клітини;
- молекули потрапляють всередину клітини, в результаті чого починається накопичення енергії (безкисневий етап);
- завершуються катаболічні процеси утворенням вуглекислого газу, великої кількості енергії та води.
Що відбувається в процесі анаболізму
Під час енергообміну створюється матерія і споживається енергія. Як результат анаболічних реакцій утворюються складні субстанції. В ході анаболізму відбувається створення нових клітин і підтримання гомеостазу всіх живих тканин тіла. Дія організму при цьому спрямоване на створення з простих одиниць більш складні молекули. Механізм анаболічних реакцій характеризується використанням кількох простих речовин для синтезу безлічі різних кінцевих продуктів. Приклади ефектів анаболізму – це:
- харчування кісткових тканин для їх зростання, відновлення, розвитку;
- збільшення м'язової маси;
- загоєння ран;
- зростання нігтів, волосся, пр.
Внаслідок анаболічних процесів мономери перетворюються в полімери – великі молекули, що мають складну структуру, включають безліч мініатюрних будівельних одиниць, схожих один з іншому. Наприклад: амінокислоти (мономери) в результаті ряду анаболічних хімічних реакцій формують протеїни, які є великими складними молекулами з тривимірною структурою (полімери).
Значення анаболізму і катаболізму
Енергетичні обмінні реакції відіграють дуже важливу роль для людини, при цьому організм зможе підтримувати свій стан в нормі лише, якщо анаболізм і катаболізм будуть знаходиться в рівновазі. При придушенні одного з біопроцесів порушення другого неминуче, оскільки вони тісно пов'язані між собою. Дисбаланс енергообміну здатний викликати різні захворювання, гормональні збої і, як наслідок, сильний набір жирів або ж запустити зворотній процес і відбудеться надмірне схуднення.
Катаболізм відповідає за руйнування м'язових тканин і інших елементів для отримання енергії. Реакція запускається під час стресу, поганого сну, спортивних тренувань, втоми, голоду. При цьому організм виробляє гормон кортизол, який руйнує м'язи, тим самим активує накопичення жиру і підвищення рівня глюкози. Ці явища вкрай небажані для спортсменів. Тим не менш, кортизол надає позитивне дію на організм: він розщеплює м'язові амінокислоти, що вкрай важливо для життєдіяльності людини.
Значення анаболізму і катаболізму для життєдіяльності людини не можна переоцінити. Якщо намагатися штучно придушити катаболічні реакції, ймовірно розвиток гормональних збоїв, тому варто навчитися дотримуватися правильного режиму дня і контролювати розвиток м'язів. Здійснити це можна, якщо забезпечувати своєму тілу повноцінний відпочинок, вести здоровий спосіб життя, підібрати збалансоване харчування і грамотно скласти програму тренувань. Крім того, фахівці радять використовувати спортсменам біологічно активні добавки і вітаміни.
Як підвищити анаболізм
Тільки при рівновазі анаболізму і катаболізму буде забезпечений правильний обмін речовин і здоровий стан людини. Надмірне переважання одного процесу над іншим стає причиною розвитку різних патологій, тому варто проконсультуватися у лікаря, перш ніж зважитися підвищити анаболізм. Зробити швидкість енергообміну високою можна такими способами:
- Дієта. Збільшення кількості споживаного білка призводить до закономірного зростання обсягу будівельних матеріалів для м'язів. При цьому зайвий протеїн не буде так корисний, якщо вживати низькокалорійну їжу, оскільки організму не вистачить енергії на його засвоєння. Харчування повинно бути збалансованим, тоді клітини будуть отримувати необхідний будівельний матеріал швидше і м'язові тканини почнуть рости.
- Сон. Повноцінний відпочинок дуже важливий для анаболізму, особливо, якщо в цей день чоловік займався спортом.
- Режим харчування. Без своєчасного надходження в організм поживних речовин процес росту тканин неможливий.
- Психічна стабільність. Для зниження швидкості катаболічних реакцій важливо уникати стресових ситуацій.
- Прийом допінгових препаратів. Ця міра вкрай небажана для прискорення анаболізму, оскільки часто призводить до проблем на гормональному рівні і інших патологій.
Анаболізм і катаболізм в спорті
Оскільки фізичні навантаження є серйозним стресом для організму, вони запускають катаболічні процеси. Тренування формують необхідність шукати додаткові джерела енергії (організм бере їх не тільки з жирових відкладень, але і в білках – будівельних одиницях м'язів). Що таке катаболізм м'язів? Це закономірний процес, при якому енергія, необхідна для фізичних зусиль, виробляється шляхом розпаду м'язових тканин.
Анаболізм і катаболізм в спорті – завжди актуальна тема, оскільки для спортсменів важливо зберегти максимум або навіть наростити обсяг м'язів. Однією з основних завдань людини будь-якого віку, який активно займається спортом, є ослаблення катаболічних реакцій білків і активізація анаболічного процесу. Врівноважити анаболізм і катаболізм бодибілдеру можна за допомогою правильного харчування, дотримання режиму відпочинку і прийому спортивних добавок (протеїну, тощо).
Відео: Що таке анаболізм і катаболізм
Анаболізм, катаболізм, метаболізм. Навчальне відео