Анаболизм и катаболизм - энергетический обмен и взаимосвязь процессов в организме

Человеческий организм обладает удивительной способностью поддерживать прочные связи с окружающей средой, что осуществляется с помощью обмена веществ – комплекса процессов, который также называют метаболизмом (он включает в себя анаболизм и катаболизм). Обе составляющие отличаются друг от друга и играют одинаково важные роли для поддержания жизнедеятельности тела.

Понятие об обмене веществ

Метаболизмом можно обозначить как набор биохимических процессов, осуществляющихся в любом живом организме, включая тело человека. Обмен веществ нужен для обеспечения жизнедеятельности органов и систем, причем эти химические реакции позволяют нам расти, адаптироваться к условиям внешней среды, заживлять раны, размножаться, пр. Обменные процессы делятся на два вида:

ассимиляция (конструктивные процессы или анаболизм);
диссимиляция (разрушительные процессы или катаболизм).

Что такое анаболизм

Пластический обмен возможен лишь при условии наличия достаточного количества энергии. Анаболизм – это процесс образования новых клеток, структур, тканей, органических веществ в организме. Создание частиц сопровождается поглощением энергии, при этом все процессы происходят в состоянии покоя и стимулируются анаболическими гормонами (стероидами, инсулином, гормоном роста, пр.) Анаболизм способствует:

росту/развитию мышц;
минерализации костей;
восстановлению тканей, клеток.

Что такое катаболизм

Этапы данного процесса осуществляются с образованием энергии (при этом синтез АТФ происходит в ЦПЭ – цепи переноса электронов). Катаболизм – это энергообмен, противоположный анаболизму, который характеризуется расщеплением тканей, структур органов, сложных веществ до простых элементов. Важнейшей задачей процесса является обеспечение организма необходимой энергией и дальнейшее использование ее для нужд тела. Катаболизм вызывают:

стресс;
голодание;
физическая нагрузка, другие факторы, которые сопровождаются выработкой адреналина.

Взаимосвязь анаболизма и катаболизма

Оба процесса взаимосвязанные и одинаково важные для человека, они лежат в основе метаболизма. При этом энергетический обмен служит основой любой биохимии, происходящей в теле. Каждый процесс жизнедеятельности будет неосуществимым без метаболизма: благодаря трансформации энергии и веществ в организме клетки могут расти, сохранять свою структуру и развиваться, создавая сложные структуры.

Взаимосвязь анаболизма и катаболизма неоспорима, хотя два процесса являются кардинально противоположными друг другу. Вследствие катаболических реакций вырабатывается энергия и вещества, которые необходимы для осуществления анаболического процесса. При этом анаболизм обеспечивает выработку ферментов и прочих продуктов, нужных для катаболизма. К примеру, человеческий организм может самостоятельно восполнить нехватку четырнадцати аминокислот (составляющих компонентов белков). Дисбаланс метаболических процессов способен повлечь гибель всего организма.

Что происходит в процессе катаболизма

С помощью энергообмена организм получает энергию за счет разрушения биологических материалов. В ходе катаболизма происходит процесс распада крупных комплексов молекул на более мелкие, при этом происходит выработка энергии, которая нужна для здорового функционирования органов и систем. Благодаря катаболизму организм получает силы для любой физической активности – от уровня клеток, до движения всего тела. Во время катаболических реакций происходит расщепление крупных полимеров до простых мономеров – строительных единиц, из которых они формируются. Пример катаболизма:

Происходит нарушение целостности нуклеиновых кислот, отвечающих за передачу генетической информации, вследствие чего они распадаются на нуклеотиды. Нуклеиновые кислоты разделяются на пентозу, пурины, пиримидины.
Из полисахаридов в процессе катаболизма получаются моносахариды. Вещества (сложные углеводы) типа целлюлозы, крахмала или гликогена относятся к группе полисахаридов. Если их разрушить, организм получит простые или быстрые углеводы – рибозу, глюкозу, фруктозу (группа веществ называется моносахаридами).
При распаде протеинов выходят аминокислоты. Эти вещества, сформированные вследствие катаболизма, могут повторно использовать при анаболических реакциях, превращаться в иные химические соединения или участвовать в синтезе других аминокислот. Иногда белки распадаются на аминокислоты, необходимые для синтеза глюкозы, попадающей в кровь.

Этапы катаболизма

Данный процесс нужен, чтобы организм получал энергию в достаточном количестве. Любые вещества, перерабатываемые в теле человека, являются источниками АТФ – специальных молекул, необходимых для накопления энергии. Количество аденозинтрифосфата ограничено, поэтому его следует постоянно пополнять и сделать это можно лишь посредством катаболизма. Энергообмен осуществляется в несколько стадий. Этапы катаболизма:

углеводы, белки, жиры распадаются до простых молекул в ЖКТ, вне клетки;
молекулы попадают внутрь клетки, в результате чего начинается накопление энергии (бескислородный этап);
завершаются катаболические процессы образованием углекислого газа, большого количества энергии и воды.

Что происходит в процессе анаболизма

Во время энергообмена создается материя и потребляется энергия. Как результат анаболических реакций создаются сложные субстанции. В ходе анаболизма происходит создание новых клеток и поддержание гомеостаза всех живых тканей тела. Действие организма при этом направлено на создание из простых единиц более сложные молекулы. Механизм анаболических реакций характеризуется использованием нескольких простых веществ для синтеза множества разных конечных продуктов. Примеры эффектов анаболизма – это:

питание костных тканей для их роста, восстановления, развития;
увеличение мышечной массы;
заживление ран;
рост ногтей, волос, пр.

Вследствие анаболических процессов мономеры преобразуются в полимеры – крупные молекулы, имеющие сложную структуру, включающие множество миниатюрных строительных единиц, схожих друг с другом. К примеру: аминокислоты (мономеры) в результате ряда анаболических химических реакций формируют протеины, являющиеся крупными сложными молекулами с трехмерной структурой (полимеры).

Значение анаболизма и катаболизма

Энергетические обменные реакции играют очень важную роль для человека, при этом организм сможет поддерживать свое состояние в норме лишь, если анаболизм и катаболизм будут находится в равновесии. При подавлении одного из биопроцессов нарушение второго неизбежно, поскольку они тесно связаны между собой. Дисбаланс энергообмена способен вызвать различные заболевания, гормональные сбои и, как следствие, сильный набор жиров или же запуститься обратный процесс и произойдет чрезмерное похудение.

Катаболизм отвечает за разрушение мышечных тканей и других элементов для получения энергии. Реакция запускается во время стресса, плохого сна, спортивных тренировок, утомления, голода. При этом организм вырабатывает гормон кортизол, который разрушает мышцы, тем самым активирует накопление жира и повышение уровня глюкозы. Эти явления крайне нежелательны для спортсменов. Тем не менее, кортизол оказывает и позитивное действие на организм: он расщепляет мышечные аминокислоты, что крайне важно для жизнедеятельности человека.

Значение анаболизма и катаболизма для жизнедеятельности человека нельзя переоценить. Если пытаться искусственно подавить катаболические реакции, вероятно развитие гормональных сбоев, поэтому стоит научиться придерживаться правильного режима дня и контролировать развитие мышц. Осуществить это можно, если обеспечивать своему телу полноценный отдых, вести здоровый образ жизни, подобрать сбалансированное питание и грамотно составить программу тренировок. Кроме того, специалисты советуют использовать спортсменам биологически активные добавки и витамины.

Как повысить анаболизм

Только при равновесии анаболизма и катаболизма будет обеспечен правильный обмен веществ и здоровое состояние человека. Чрезмерное преобладание одного процесса над другим становится причиной развития разных патологий, поэтому стоит проконсультироваться у врача, прежде чем решиться повысить анаболизм. Сделать скорость энергообмена высокой можно такими способами:

Диета. Увеличение количества потребляемого белка приводит к закономерному росту объема строительных материалов для мышц. При этом лишний протеин не будет так полезен, если употреблять низкокалорийную пищу, поскольку организму не хватит энергии на его усвоение. Питание должно быть сбалансированным, тогда клетки будут получать необходимый строительный материал быстрее и мышечные ткани начнут расти.
Сон. Полноценный отдых очень важен для анаболизма, особенно, если в этот день человек занимался спортом.
Режим питания. Без своевременного поступления в организм питательных веществ процесс роста тканей невозможен.
Психическая стабильность. Для снижения скорости катаболических реакций важно избегать стрессовых ситуаций.
Прием допинговых препаратов. Эта мера крайне нежелательна для ускорения анаболизма, поскольку часто приводит к проблемам на гормональном уровне и другим патологиям.

Анаболизм и катаболизм в спорте

Поскольку физические нагрузки являются серьезным стрессом для организма, они запускают катаболические процессы. Тренировки формируют необходимость искать дополнительные источники энергии (организм берет их не только из жировых отложений, но и в белках – строительных единицах мышц). Что такое катаболизм мышц? Это закономерный процесс, при котором энергия, необходимая для физических усилий, вырабатывается путем распада мышечных тканей.

Анаболизм и катаболизм в спорте – всегда актуальная тема, поскольку для спортсменов важно сохранить максимум или даже нарастить объем мышц. Одной из основных задач человека любого возраста, который активно занимается спортом, является ослабление катаболических реакций белков и активизация анаболического процесса. Уравновесить анаболизм и катаболизм бодибилдеру можно с помощью правильного питания, соблюдения режима отдыха и приема спортивных добавок (протеина, пр.).

Видео: Что такое анаболизм и катаболизм

Анаболизм, катаболизм, метаболизм. Обучающее видео

Внимание! Информация, представленная в статье, носит ознакомительный характер. Материалы статьи не призывают к самостоятельному лечению. Только квалифицированный врач может поставить диагноз и дать рекомендации по лечению, исходя из индивидуальных особенностей конкретного пациента.

Нашли в тексте ошибку? Выделите её, нажмите Ctrl + Enter и мы всё исправим!

Понравилась статья?