Катоболизм: как избежать — TITAN Race

Когда мышца будет каннибализирована?

Короче говоря : вы начнете сжигать мышцы, когда у вас закончатся углеводы и диетический белок. Кроме того, ваше тело будет удерживать в мышцах столько белка, сколько нужно: если вы не тренируетесь так, чтобы мышце приходилось поддерживать свои размеры, организм вытягивает часть белка и использует его для чего-то. остальное. Если вы хотите больше деталей, вот длинная история.

Фон. Чтобы понять, почему белок поступает из мышц для использования в качестве энергии, вам нужно немного понять, как в организме вырабатывается энергия (обмен веществ). Для того, чтобы жир или углеводы (или белок, в крайнем случае) были полностью преобразованы в энергию (то есть сжигались), они должны пройти процесс, называемый циклом лимонной кислоты., который высвобождает энергию через ряд реакций. Это преобладающая энергетическая система в покое и во время длительных аэробных упражнений, а основным источником энергии в этих состояниях обычно является жир. Но вот в чем дело: одному из промежуточных продуктов цикла лимонной кислоты (оксалоацетат) требуется производное углеводов или белка. Из-за этого, чтобы усваивать жир, нужно расщеплять хотя бы немного углеводов или белков. Общее резюме этого — «при ожогах в пламени углеводов». Ваше тело предпочитает сжигать углеводы над белком, но оно имеет ограниченные запасы углеводов. Если он исчерпает их, он начнет расщеплять белок (в кетоновые тела) для использования в качестве топлива. Это также важно для подпитки вашего мозга после того, как вы исчерпаете углеводы, поскольку он может использовать только углеводы или кетоновые тела в качестве топлива (не жира). В некотором смысле имеет смысл, что ваше тело будет развивать способность использовать белок для производства энергии в качестве резервного источника энергии, учитывая, что в вашем теле его так много.

Аэробные упражнения. Длительная кардио-нагрузка может истощить запасы углеводов (в народе известные как « удар по стене »). Например, если вы проведете марафон без загрузки углеводов в дни перед соревнованиями и не будете употреблять углеводы во время гонки, у вас закончатся углеводы в организме и вы начнете сжигать белок. Согласно статье «Врезаться в стену» в Википедии, запасы углеводов могут быть исчерпаны менее чем за два часа умеренных упражнений. Чем тяжелее вы работаете, тем быстрее вы истощаете свои запасы, потому что, когда вы работаете больше, вы начинаете сжигать большую часть своей энергии в виде углеводов, а не жира.

Имеет смысл, что вы будете сжигать белок, который вы недавно съели первым, но даже если это все, что вы сжигаете, теперь у вас нет этого белка, чтобы помочь вам нарастить мышечную массу (не говоря уже о всех других веществах в вашем теле). Кроме того, если у вас нет немедленного употребления белка, ваше тело необратимо преобразует его в жир (то есть ваше тело не может преобразовать жир обратно в белок), поэтому в зависимости от того, когда вы поели, у вас может быть недостаточно доступного белка. как Вы думаете.

Пища> Жир> Мышцы. Это трудно обсудить в деталях, потому что это упрощение, но я могу, по крайней мере, прокомментировать его дух. Во время голодания (или диеты) мышцы сохраняются в максимально возможной степени, но на основании приведенной выше информации вы можете увидеть, как эта иерархия не всегда применяется; Есть некоторые вещи, которые белок может быть использован для этого жира не может быть.

Высокоинтенсивный тренинг. Я не очень знаком с силовыми тренировками HIT, но я понимаю логику автора. Насколько я понимаю, HIT — это когда вы делаете один сингл с высоким повторением до истощения (на группу мышц). Однако, по словам автора, выполнение нескольких подходов более выгодно для роста мышц. Я предполагаю, что это потому, что HIT не перегружает мышцы надлежащим образом (есть несколько различных способов перегрузить мышцы, которые все соответствуют различным целям. Проверьте этот стенд позиции ACSM, если вы хотите узнать больше). Ваше тело не тратит ресурсы, делая мышцы больше, чем должно быть. Если вам не требуется, чтобы ваши мышцы были большими / сильными (при правильном обучении),

Курс «Эксперт своей тарелки», Киев

№ 0 Вводное

№ 1 Медицина и диетология

Лечение или профилактика?
Медицина: доказательная, интегративная, холистическая
Диетология, нутрициология, нутрицевтика: история становления и основные направления
Пищевые продукты, нутриенты: базовая терминология
Строение ЖКТ
Функции органов ЖКТ в работе организма
Анатомо-физиологические особенности процесса пищеварения
Голод и аппетит: начало

№ 2 Обмен веществ и режим питания

Здоровое пищевое поведение в психологии
Голод физиологический или эмоциональный: как различать
Виды эмоционального голода
Обмен веществ
Процессы регуляции метаболизма
Биоритмы
Режим питания
Анаболизм и катоболизм
Калории: особенности расчета
Энергетическая ценность разных групп веществ
Энергетический и химический баланс рациона

№ 3 Типы телосложения и их особенности

Метаболизм и физические нагрузки по типам телосложения
Композитный состав тела
Замеры: калипометрия, биоимпедансный метод, ОГ/ОБ
Таблица веса норма/ненорма

№ 4 Белки

Белок и аминокислоты
Классификация и функции
Особенности метаболизма
Нормы потребления белка
Отличительные особенности растительных и животных белков

№ 5 Углеводы

Классификация: простые и сложные углеводы
Функции углеводов
Особенности метаболизма
Клетчатка
Инсулин
Гликемический индекс (ГИ)
Учимся правильно выбирать

№ 6 Жиры

Жиры и жирные кислоты
Классификация и функции
Насыщенные жиры, в т.ч.:

• холестерин
• трансжиры

Ненасыщенные жиры, в т.ч.:

Нормы потребления жиров
Особенности метаболизма
Жиросжигание
Учимся читать этикетки и выстраивать баланс

№ 7 Вода

Водный баланс
Значение для правильного функционирования организма
Интоксикация
Минералы и их функции
Витамины: водорастворимые и жирорастворимые
Пищевые источники
Биоактивные вещества

№ 8 Продукты питания. Обзор популярных диет

Тарелка сбалансированого питания
Выбор и подготовка продуктов
Топ-5 продуктов по качественному составу БЖУ.
Популярные диеты:

• вегетарианство, веганство
• моно-диеты
• интервальное голодание (ИГ)
• разгрузочные дни
• кето-диета
• алео-диета
• FODMAP-диета
• GAPS-диета
• DASH-диета

Пищевая аллергия
Иммунитет
Антипаразитарные аспекты питания

№ 9 Нормализация веса

Ожирение: классификация
Индекс массы тела (ИМТ)
Диагностика и терапия ожирения
Физиологические аспекты:

• механизм накопления жира
• эпигенетика
• кортизол

Жиросжигание
Работа с пищевым дневником
Введение в РПП
Итоговый экзамен
Вручение сертификатов

Больше информации на наших страницах:

Сайт: centrebalance.top/kurs

Instagram: @balans_centr (https://instagram.com/balans_centr?igshid=1tb97coveyqu4)

@balans_kurs (https://instagram.com/balans_kurs?igshid=1905vb9i1mc8u)

Facebook: https://www.facebook.com/balanscentr/

Жиросжигатель Diablos Hyperburn от Innovative Labs

Производство данного продукта заморожено с 1 января 2018 г. Товар с завода больше не поставляется. Ожидаем возобновление поставок в 2019 г.

Жиросжигатель Diablos Hyperburn

Diablos Hyperburn V-10 — высококачественный продукт, с рядом особенностей, заметно отличающих его от других продуктов. Среди всей продукции Innovative Labs данный продукт самый востребованный среди профессиональных атлетов. Особенность заключается в том, что в нем находятся блокаторы кортизола. Именно это позволяет сохранить максимальное количество сухой мышечной массы при потере жировой прослойки.

Стоит заметить, что Hyperburn не такой «жесткий», как остальная продукция Innovative. Но это продукт имеет намного менее выраженные побочные эффекты и является более комфортным жиросжигателем. Многие спортсмены знают, что во время тяжелых силовых тренировок из-за процессов катаболизма разрушаются мышцы — именно для защиты от этих процессов и разработан данный продукт. Так же, продукт пользуется спросом у молодых людей и девушек, которым необходимо поддерживать хорошую рельефность своего тела — купить Diablos Hyperburn лучшее решение, если вам необходимо удержать прекрасную форму. 

Преимущества:
В состав Diablos Hyperburn V-10 входят только натуральные компоненты, та же стоит отметить, что в нём содержится Форсколин (Coleus forskohlii). он оказывает воздействие на естественные процессы генерации тестостерона, что способствует нормализации обмена веществ и гормональных процессов в организме. Форсколин улучшает соотношение сухой мышечной массы, позволяя сделать ваш рельеф еще лучше. Так же стоит отметить, что в данном продукте нет чрезвычайно сильных стимуляторов центральной нервной системы (ЦНС), что делает его более мягким жиросжигателем «мягким» и не проблемным продуктом.

Влияние на организм:

• Повышение работоспособности
• Улучшает метаболизм
• Блокирует катоболизм
• Повышает энергообмен
• Нормализует уровень тестостерона

Как отличить оригинальную продукцию

Перед тем, как купить Diablos Hyperburn запрашивайте у продавца сертификат на продукцию под брендом Innovative Labs. Это обезопасит вас от покупки некачественной продукции. Важно внимательно ознакомиться с представленным сертификатом, чтобы убедиться, что в нем прописан именно тот магазин (и юридическое лицо!), в котором вы приобретаете продукцию.

В последнее время участились случаи предоставления нашего сертификата сторонними магазинами, которые не имеют к нам никакого отношения, и предъявлять наш сертификат не имеют права. Покупая Diablos Hyperburn в таком магазине — мы не несём ответственность за качество продукции.

Наш интернет магазин является прямым поставщиком бренда Innovative Labs в России и гарантирует оригинальность всей представленной на сайте продукции!

Декларации соответствия: ЕАЭС N RU Д-US.АБ52.В09736

Сертификат соответствия: РОСС US.HA34.h22676

Катаболизм — определение и примеры

Определение катаболизма

Катаболизм — это часть метаболизма , отвечающая за разрушение сложных молекул на более мелкие. Другая часть метаболизма, анаболизм , превращает простые молекулы в более сложные. Во время катаболизма энергия высвобождается из разрушающихся связей больших молекул. Обычно эта энергия сохраняется в связях аденозинтрифосфата (АТФ).Катаболизм увеличивает концентрацию АТФ в клетке, поскольку он расщепляет питательные вещества и пищу. АТФ в таких высоких концентрациях с большей вероятностью откажется от своей энергии при высвобождении фосфата. Затем анаболизм использует эту энергию для объединения простых предшественников в сложные молекулы, которые добавляются к клетке и накапливают энергию для деления клетки.

Многие пути катаболизма имеют аналогичные версии в анаболизме. Например, большие молекулы жира в пище организма должны расщепляться на мелкие жирные кислоты, из которых он состоит.Затем, чтобы организм мог накапливать энергию на зиму, должны быть созданы и сохранены большие молекулы жира. Катаболические реакции расщепляют жиры, а анаболические пути их восстанавливают. Эти метаболические пути часто используют одни и те же ферменты. Чтобы уменьшить вероятность того, что эти пути будут препятствовать развитию друг друга, они часто подавляют друг друга и у эукариот разделены на разные органеллы.

Примеры катаболизма

Углеводный и липидный катаболизм

Почти все организмы используют сахар , глюкозу в качестве источника энергии и углеродных цепей.Глюкоза хранится организмами в более крупных молекулах, называемых полисахаридами . Эти полисахариды могут быть крахмалом, гликогеном или другими простыми сахарами, такими как сахароза. Когда клеткам животного нужна энергия, они посылают сигналы тем частям тела, которые хранят глюкозу, или потребляют пищу. Глюкоза высвобождается из углеводов специальными ферментами в первой стадии катаболизма. Затем глюкоза распределяется по организму для использования другими клетками в качестве энергии. Катаболический путь , гликолиз , затем еще больше расщепляет глюкозу, высвобождая энергию, которая хранится в АТФ.Из глюкозы образуются молекулы пирувата. Дальнейшие катаболические пути создают ацетат , который является ключевой промежуточной молекулой метаболизма. Ацетат может представлять собой самые разные молекулы, от фосфолипидов до молекул пигмента, гормонов и витаминов.

Жиры, представляющие собой большие липидные молекулы, также расщепляются в процессе метаболизма с образованием энергии и других молекул. Подобно углеводам, липиды хранятся в виде больших молекул, но могут расщепляться на отдельные жирные кислоты.Эти жирные кислоты затем превращаются бета-окислением в ацетат. Опять же, ацетат может использоваться анаболизмом для производства более крупных молекул или как часть цикла лимонной кислоты , который управляет дыханием и производством АТФ. Животные используют жиры для хранения большого количества энергии для использования в будущем. В отличие от крахмала и углеводов, липиды гидрофобны и исключают воду. Таким образом можно сохранить много энергии без того, чтобы тяжелый вес воды замедлял работу организма.

Большинство катаболических путей конвергентно в том смысле, что они заканчиваются в одной и той же молекуле. Это позволяет организмам потреблять и накапливать энергию в различных формах, в то же время имея возможность производить все необходимые молекулы в анаболических путях. Другие катаболические пути, такие как катаболизм белков, обсуждаемый ниже, создают различные промежуточные молекулы — предшественники, известные как аминокислот , для создания новых белков.

Катаболизм белков

Все известные в мире белки состоят из одних и тех же 20 аминокислот.Это означает, что белки растений, животных и бактерий представляют собой всего лишь различные комбинации 20 аминокислот. Когда организм потребляет меньший организм, весь белок в этом организме должен перевариваться в процессе катаболизма. Ферменты, известные как протеиназы , разрывают связи между аминокислотами в каждом белке, пока кислоты не будут полностью разделены. После разделения аминокислоты могут быть распределены по клеткам организма. Согласно ДНК организма, аминокислоты будут рекомбинированы в новые белки.

Если источник глюкозы отсутствует или слишком много аминокислот, молекулы вступят в дальнейшие катаболические пути и распадутся на углеродные скелеты. Эти небольшие молекулы могут быть объединены в глюконеогенез для создания новой глюкозы, которую клетки могут использовать в качестве энергии или накапливать в больших молекулах. Во время голодания клеточные белки могут подвергаться катаболизму, позволяя организму выжить в собственных тканях, пока не будет найдено больше пищи. Таким образом, организмы могут жить с небольшим количеством воды в течение очень долгого времени.Это делает их более устойчивыми к изменяющимся условиям окружающей среды.

• Анаболизм — Часть метаболизма, которая строит большие молекулы из более мелких.
• Метаболизм — анаболизм и катаболизм вместе или все ферментативные реакции в клетке.
• Метаболический путь — Последовательные химические реакции, организуемые внутри клеток.
• Катаболический путь — Одиночная серия реакций, которые разрушают определенную молекулу.

Викторина

1. Дрожжи — это одноклеточные организмы, используемые для производства алкоголя. В среде с низким содержанием кислорода или его отсутствием дрожжи создают спирт как побочный продукт высвобождения энергии из глюкозы. Является ли производство алкоголя частью анаболического пути, катаболического пути или ни одного из них?
A. Анаболический путь
B. Катаболический путь
C. Ни один из

Ответ на вопрос № 1

2. Плотоядные животные могут производить всю необходимую им глюкозу из животного белка. Всю необходимую глюкозу травоядные животные получают из растений. Почему нельзя принуждать плотоядных есть растения или заставлять травоядных есть мясо, чтобы получить энергию?
A. Они не умеют.
B. Они не производят необходимых ферментов.
C. Могут! Всеядное животное — это просто хищник, который научился есть растения.

Ответ на вопрос № 2

3. Бактерии, не имеющие специализированных отделов внутри своих клеток, должны регулировать анаболизм и катаболизм, чтобы работать вместе. Ученый добавляет к бактериям химическое вещество, которое отключает анаболизм, постоянно обеспечивая только катаболизм.Что будет с клеткой?
A. Он умрет.
Б. Будет расти.
C. Он будет производить много энергии.

Ответ на вопрос № 3

A правильный. В то время как катаболизм будет производить много энергии, в конечном итоге у него закончатся молекулы для разрушения, и энергия прекратится. Клетка не могла бы расти без анаболизма, создающего новые молекулы. Таким образом, даже если клетка может давать энергию, без процесса, который восстанавливает и добавляет к клетке, она в конечном итоге развалится.И анаболизм, и катаболизм необходимы для обеспечения нормального метаболизма в организме.

5.3A: Типы катаболизма — биология LibreTexts

Цели обучения

• Обобщить различные типы катаболизма, включенные в метаболизм (катаболизм углеводов, белков и жиров)

Катаболизм — это набор метаболических процессов, которые разрушают большие молекулы. К ним относятся расщепление и окисление молекул пищи. Целью катаболических реакций является обеспечение энергией и компонентами, необходимыми для анаболических реакций.Точная природа этих катаболических реакций различается от организма к организму; Организмы можно классифицировать на основе их источников энергии и углерода, их основных групп питания. Органические молекулы используются органотрофами в качестве источника энергии, в то время как литотрофы используют неорганические субстраты, а фототрофы улавливают солнечный свет как химическую энергию.

Все эти различные формы метаболизма зависят от окислительно-восстановительных реакций, которые включают перенос электронов от восстановленных молекул-доноров, таких как органические молекулы, вода, аммиак, сероводород или ионы железа, к молекулам-акцепторам, таким как кислород, нитрат или сульфат.У животных в этих реакциях участвуют сложные органические молекулы, расщепляющиеся на более простые молекулы, такие как углекислый газ и вода. В фотосинтезирующих организмах, таких как растения и цианобактерии, эти реакции переноса электронов не высвобождают энергию, а используются как способ хранения энергии, поглощенной солнечным светом.

Наиболее распространенный набор катаболических реакций у животных можно разделить на три основных этапа. В первом случае большие органические молекулы, такие как белки, полисахариды или липиды, перевариваются на более мелкие компоненты вне клеток.Затем эти более мелкие молекулы захватываются клетками и превращаются в еще более мелкие молекулы, обычно в ацетилкофермент A (ацетил-КоА) , который выделяет некоторую энергию. Наконец, ацетильная группа на CoA окисляется до воды и диоксида углерода в цикле лимонной кислоты и цепи переноса электронов, высвобождая энергию, которая сохраняется за счет восстановления кофермента никотинамида адениндинуклеотида (NAD +) до NADH.

Макромолекулы, такие как крахмал, целлюлоза или белки, не могут быстро поглощаться клетками и должны быть разбиты на более мелкие единицы, прежде чем они могут быть использованы в клеточном метаболизме.Эти полимеры переваривают несколько распространенных классов ферментов. Эти пищеварительные ферменты включают протеазы, которые переваривают белки до аминокислот, а также гликозидгидролазы, которые расщепляют полисахариды до моносахаридов. Микробы выделяют пищеварительные ферменты в окружающую среду, в то время как животные выделяют эти ферменты только из специализированных клеток в кишечнике. Аминокислоты или сахара, высвобождаемые этими внеклеточными ферментами, затем перекачиваются в клетки специфическими активными транспортными белками. Упрощенная схема катаболизма углеводов, белков и жиров показана на рис.

Катаболизм углеводов

Катаболизм углеводов — это расщепление углеводов на более мелкие единицы. Углеводы обычно попадают в клетки после того, как они перевариваются в моносахариды. Попав внутрь, основной путь распада — гликолиз, при котором сахара, такие как глюкоза и фруктоза, превращаются в пируват и вырабатывается некоторое количество АТФ. Пируват является промежуточным звеном в нескольких метаболических путях, но большая часть превращается в ацетил-КоА и подается в цикл лимонной кислоты.Хотя в цикле лимонной кислоты вырабатывается еще немного АТФ, наиболее важным продуктом является НАДН, который образуется из НАД + при окислении ацетил-КоА. Это окисление выделяет углекислый газ в качестве побочного продукта. В анаэробных условиях гликолиз производит лактат посредством фермента лактатдегидрогеназы, повторно окисляющего НАДН до НАД + для повторного использования в гликолизе.

Пентозофосфатный путь

Альтернативный путь расщепления глюкозы — пентозофосфатный путь, который снижает кофермент НАДФН и производит пентозные сахара, такие как рибоза, сахарный компонент нуклеиновых кислот.Жиры катаболизируются путем гидролиза до свободных жирных кислот и глицерина. Глицерин инициирует гликолиз, а жирные кислоты расщепляются бета-окислением с высвобождением ацетил-КоА, который затем подается в цикл лимонной кислоты. Жирные кислоты выделяют больше энергии при окислении, чем углеводы, потому что углеводы содержат больше кислорода в своей структуре.

Аминокислоты используются либо для синтеза белков и других биомолекул, либо окисляются до мочевины и углекислого газа в качестве источника энергии.Путь окисления начинается с удаления аминогруппы трансаминазой. Аминогруппа подается в цикл мочевины, оставляя деаминированный углеродный скелет в форме кетокислоты. Некоторые из этих кетокислот являются промежуточными продуктами в цикле лимонной кислоты, например, при дезаминировании глутамата образуется α-кетоглутарат. Глюкогенные аминокислоты также могут превращаться в глюкозу посредством глюконеогенеза.

Ключевые моменты

• Целью катаболических реакций является обеспечение энергией и компонентами, необходимыми для анаболических реакций.
• Микробы просто выделяют пищеварительные ферменты в окружающую среду, в то время как животные выделяют эти ферменты только из специализированных клеток своего кишечника.
• Жиры катаболизируются путем гидролиза до свободных жирных кислот и глицерина.
• Аминокислоты используются либо для синтеза белков и других биомолекул, либо окисляются до мочевины и углекислого газа в качестве источника энергии.
• Углеводы обычно попадают в клетки после того, как они перевариваются в моносахариды, а затем обрабатываются внутри клетки посредством гликолиза.

Ключевые термины

• полимер : длинная или более крупная молекула, состоящая из цепи или сети из множества повторяющихся звеньев, образованных путем химического связывания множества одинаковых или похожих небольших молекул, называемых мономерами. Полимер образуется путем полимеризации, соединения многих молекул мономера.
• ацетил-КоА : Ацетил-кофермент А или ацетил-КоА — важная молекула в метаболизме, используемая во многих биохимических реакциях. Его основная функция — переносить атомы углерода в ацетильной группе в цикл лимонной кислоты (цикл Кребса) для окисления для производства энергии.
• катаболизм : деструктивный метаболизм, обычно включает выделение энергии и расщепление материалов.

Аутофагия на перекрестке катаболизма и анаболизма

Метаболизм Катаболизм

Метаболизм состоит из двух основных частей: анаболизма и катаболизма. Катаболизм — это набор метаболических процессов, которые разрушают большие молекулы. Эти более сложные молекулы расщепляются, чтобы произвести энергию, необходимую для различных функций организма. Энергия используется для строительных или анаболических процессов.

Катаболизм у разных организмов

Точная природа этих катаболических реакций отличается от организма к организму, и организмы можно классифицировать на основе их источников энергии и углерода:

• Органотрофы, в качестве источника энергии используются органические источники
• в литотрофах, используются неорганические субстраты
• у фототрофов, солнечный свет используется как химическая энергия

Основные общие реакции катаболизма включают окислительно-восстановительные реакции, которые включают перенос электронов от восстановленных молекул-доноров, таких как органические молекулы, вода, аммиак, сероводород или ионы двухвалентного железа, к молекулам-акцепторам, таким как кислород, нитрат или сульфат.

У людей и животных окислительно-восстановительные реакции включают разложение сложных органических молекул на более простые молекулы, такие как углекислый газ и вода.

В фотосинтезирующих организмах, таких как растения и цианобактерии, эти реакции переноса электронов не приводят к высвобождению энергии. Эти реакции просто помогают накапливать энергию, поглощаемую солнечным светом.

Классификация организмов на основе их метаболизма

Стадии катаболизма

Катаболизм можно разбить на 3 основных этапа.

Этап 1 — этап пищеварения

Большие органические молекулы, такие как белки, липиды и полисахариды, расщепляются на более мелкие компоненты вне клеток. Эта стадия воздействует на крахмал, целлюлозу или белки, которые не могут быть непосредственно поглощены клетками и должны быть разбиты на более мелкие единицы, прежде чем их можно будет использовать в метаболизме клеток.

Пищеварительные ферменты включают гликозидгидролазы, которые расщепляют полисахариды до моносахаридов или простых сахаров.

Первичным ферментом, участвующим в переваривании белка, является пепсин, который катализирует неспецифический гидролиз пептидных связей при оптимальном pH 2. В просвете тонкой кишки поджелудочная железа секретирует зимогены трипсина, химотрипсина, эластазы и т. Д. Эти протеолитические ферменты разрушают белки превращаются в свободные аминокислоты, а также дипептиды и трипептиды. Свободные аминокислоты, а также ди- и трипептиды абсорбируются клетками слизистой оболочки кишечника, которые впоследствии попадают в кровоток, где они абсорбируются другими тканями.

Затем аминокислоты и сахара перекачиваются в клетки с помощью определенных активных транспортных белков.

Этап 2 — Выделение энергии

После расщепления эти молекулы поглощаются клетками и превращаются в еще более мелкие молекулы, обычно ацетил-кофермент А (ацетил-КоА), который выделяет некоторую энергию.

Стадия 3 — Ацетильная группа КоА окисляется до воды и диоксида углерода в цикле лимонной кислоты и цепи переноса электронов, высвобождая запасенную энергию за счет восстановления кофермента никотинамидадениндинуклеотида (НАД +) до НАДН.

Расщепление углеводов

При расщеплении сложных углеводов они образуют простые сахара или моносахариды. Этим занимаются клетки. Попав внутрь, эти сахара подвергаются гликолизу, при котором сахара, такие как глюкоза и фруктоза, превращаются в пируват и вырабатывается некоторое количество АТФ. Пируват является промежуточным звеном в нескольких метаболических путях, но большая часть превращается в ацетил-КоА и подается в цикл лимонной кислоты или цикл Креба.

В цикле лимонной кислоты больше АТФ вырабатывается моносахаридами.Наиболее важным продуктом является НАДН, который образуется из НАД + при окислении ацетил-КоА. Это окисление выделяет углекислый газ в качестве побочного продукта.

Когда нет кислорода, гликолиз производит лактат через фермент лактатдегидрогеназу, повторно окисляя НАДН до НАД + для повторного использования в гликолизе.

Глюкоза также может расщепляться пентозофосфатным путем, который снижает кофермент НАДФН и производит пентозные сахара, такие как рибоза, сахарный компонент нуклеиновых кислот.

Аминокислотный распад

Белки расщепляются на аминокислоты. Аминокислоты используются либо для синтеза белков и других биомолекул, либо окисляются до мочевины и углекислого газа в качестве источника энергии.

В процессе окисления сначала аминогруппа удаляется трансаминазой. Аминогруппа подается в цикл мочевины, оставляя деаминированный углеродный скелет в форме кетокислоты.

Эти кетокислоты входят в цикл лимонной кислоты. Например, глутамат образует α-кетоглутарат.Некоторые амины также могут превращаться в глюкозу посредством глюконеогенеза.

Некоторые белки невероятно стабильны, другие — очень недолговечны. Короткоживущие белки обычно играют важную метаболическую роль. Короткое время жизни этих белков позволяет клетке быстро приспосабливаться к изменениям метаболического состояния клетки.

Распад липидов

Жиры катаболизируются путем гидролиза до свободных жирных кислот и глицерина. Глицерин вступает в процесс гликолиза, а жирные кислоты расщепляются бета-окислением с высвобождением ацетил-КоА.Этот ацетил-ко-А достигает следующего цикла лимонной кислоты. Жирные кислоты выделяют больше энергии при окислении, чем углеводы, потому что углеводы содержат больше кислорода в своей структуре.

калорий, полученных в результате полного окисления

• Углеводы выходят 4 ккал / г.
• Углеводы должны храниться с водой, и каждый 1 г гликогена гидратируется 2 г воды. Гидратированные углеводы: 1,3 ккал / г
• Жиры: 9 ккал / г (жиры не гидратированы)
• Белки: 4 ккал / г

Дополнительная литература

Определение катаболизма по Merriam-Webster

Катаболизм углеводов | Микробиология

Цели обучения

• Объясните, почему гликолиз не зависит от кислорода
• Определите и опишите чистый выход трехуглеродных молекул, АТФ и НАДН в результате гликолиза
• Объясните, как молекулы трехуглеродного пирувата превращаются в двухуглеродные ацетильные группы, которые могут попасть в цикл Кребса.
• Определите и опишите чистый выход CO ₂ , GTP / ATP, FADH ₂ и NADH из цикла Кребса
• Объясните, как промежуточные молекулы углерода цикла Кребса можно использовать в ячейке.

Существуют обширные ферментные пути расщепления углеводов для захвата энергии в связи АТФ . Кроме того, многие катаболические пути производят промежуточные молекулы, которые также используются в качестве строительных блоков для анаболизма .Понимание этих процессов важно по нескольким причинам. Во-первых, поскольку основные вовлеченные метаболические процессы являются общими для широкого круга хемогетеротрофных организмов, мы можем многое узнать о метаболизме человека, изучая метаболизм у более легко поддающихся обработке бактерий, таких как E. coli . Во-вторых, поскольку животные и человеческие патогены также являются хемогетеротрофами , изучение деталей метаболизма этих бактерий, включая возможные различия между бактериальными и человеческими путями, полезно для диагностики патогенов, а также для открытия противомикробных препаратов, направленных на специфические возбудители.Наконец, конкретное изучение путей, участвующих в хемогетеротрофном метаболизме, также служит основой для сравнения других, более необычных метаболических стратегий, используемых микробами. Хотя химический источник электронов, инициирующих перенос электронов , отличается у хемогетерорфов и хемоавтотрофов , многие аналогичные процессы используются в обоих типах организмов.

Типичный пример, используемый для ознакомления студентов с понятиями метаболизма, — катаболизм углеводов.Для хемогетеротрофов наши примеры метаболизма начинаются с катаболизма полисахаридов, таких как гликоген, крахмал или целлюлоза. Ферменты, такие как амилаза, расщепляющая гликоген или крахмал, и целлюлазы, расщепляющие целлюлозу, могут вызывать гидролиз гликозидных связей между мономерами глюкозы в этих полимерах, высвобождая глюкозу для дальнейшего катаболизма.

Гликолиз

Для бактерий, эукариот и большинства архей, гликолиз является наиболее распространенным путем катаболизма глюкозы; он производит энергию, снижает переносчики электронов и молекулы-предшественники для клеточного метаболизма.Каждый живой организм выполняет ту или иную форму гликолиза, предполагая, что этот механизм является древним универсальным метаболическим процессом. Сам процесс не использует кислород; однако гликолиз может сочетаться с дополнительными метаболическими процессами, которые являются либо аэробными, либо анаэробными. Гликолиз происходит в цитоплазме прокариотических и эукариотических клеток. Он начинается с одной молекулы глюкозы с шестью атомами углерода и заканчивается двумя молекулами трехуглеродного сахара, называемого пируватом. Пируват может расщепляться дальше после гликолиза, чтобы использовать больше энергии за счет аэробного или анаэробного дыхания, но многие организмы, включая многие микробы, могут быть не в состоянии дышать; для этих организмов гликолиз может быть единственным источником образования АТФ.

Рисунок 1. Щелкните, чтобы просмотреть увеличенное изображение. Фаза инвестирования энергии в путь гликолиза Эмбдена-Мейерхофа-Парнаса использует две молекулы АТФ для фосфорилирования глюкозы с образованием двух молекул глицеральдегид-3-фосфата (G3P). Фаза выплаты энергии использует энергию молекул G3P, производя четыре молекулы АТФ, две молекулы НАДН и два пирувата.

Тип гликолиза, обнаруживаемый у животных и наиболее часто встречающийся у микробов, — это путь Эмбден-Мейерхоф-Парнас (EMP) , названный в честь Густава Эмбдена (1874–1933), Отто Мейерхоф (1884–1951) и Якуба Парнаса. (1884–1949).Гликолиз с использованием пути ЭМП состоит из двух отдельных фаз (рис. 1). Первая часть пути, называемая фазой инвестирования энергии, использует энергию двух молекул АТФ для модификации молекулы глюкозы, так что молекула шестиуглеродного сахара может быть равномерно разделена на две фосфорилированные трехуглеродные молекулы, называемые глицеральдегид-3-фосфатом (G3P). ). Вторая часть пути, называемая фазой выплаты энергии, извлекает энергию, окисляя G3P до пирувата, производя четыре молекулы АТФ и восстанавливая две молекулы NAD ⁺ до двух молекул NADH, используя электроны, происходящие из глюкозы.(Обсуждение и иллюстрация полного пути EMP с химическими структурами и названиями ферментов приведены в Metabolic Pathways.)

Молекулы АТФ, образующиеся во время фазы выплаты энергии при гликолизе, образуются фосфорилированием на уровне субстрата (рис. 2), одним из двух механизмов производства АТФ. При фосфорилировании на уровне субстрата фосфатная группа удаляется из органической молекулы и напрямую переносится на доступную молекулу АДФ, производя АТФ. Во время гликолиза высокоэнергетические фосфатные группы из промежуточных молекул добавляются к АДФ для образования АТФ.

Рис. 2. АТФ, образующийся во время гликолиза, является результатом фосфорилирования на уровне субстрата. Здесь показана одна из двух ферментативных реакций в фазе выплаты энергии гликолиза Эмбдена Мейерхофа-Парнаса, которая таким образом производит АТФ.

В целом, в этом процессе гликолиза чистая прибыль от распада одной молекулы глюкозы составляет:

• две молекулы АТФ
• две молекулы НАДН, а
• две молекулы пирувата.

Другие гликолитические пути

Когда мы говорим о гликолизе, если не указано иное, мы имеем в виду путь ЭМП, используемый животными и многими бактериями.Однако некоторые прокариоты используют альтернативные гликолитические пути. Одной из важных альтернатив является путь Entner-Doudoroff (ED) , названный в честь его первооткрывателей Натана Энтнера и Майкла Дудорова (1911–1975). Хотя некоторые бактерии, включая условно-патогенный грамотрицательный патоген Pseudomonas aeruginosa , содержат только путь ED для гликолиза, другие бактерии, такие как E. coli , могут использовать путь ED или путь EMP.

Третий тип гликолитического пути, который происходит во всех клетках, который сильно отличается от двух предыдущих, — это пентозофосфатный путь (PPP) , также называемый фосфоглюконатным путем или шунт гексозо-монофосфат .Данные свидетельствуют о том, что PPP может быть самым древним универсальным гликолитическим путем. Промежуточные продукты из PPP используются для биосинтеза нуклеотидов и аминокислот. Следовательно, этот гликолитический путь может быть предпочтительным, когда клетка нуждается в синтезе нуклеиновой кислоты и / или белка соответственно. Обсуждение и иллюстрация полного пути ED и PPP с химическими структурами и названиями ферментов представлены в Metabolic Pathways.

Подумай об этом

• Когда организм может использовать путь ED или PPP для гликолиза?

Реакция перехода, кофермент А и цикл Кребса

При гликолизе образуется пируват, который можно дополнительно окислить для захвата большего количества энергии.Чтобы пируват вступил в следующий окислительный путь, он должен сначала декарбоксилироваться ферментным комплексом пируватдегидрогеназа до двухуглеродной ацетильной группы в реакции перехода , также называемой мостовой реакцией (см. Метаболические пути и рисунок 3). В реакции перехода электроны также переносятся на NAD ⁺ с образованием NADH. Чтобы перейти к следующей фазе этого метаболического процесса, сравнительно крошечный двухуглеродный ацетил должен быть присоединен к очень крупному соединению-носителю, называемому коэнзимом A (CoA) .Реакция перехода происходит в митохондриальном матриксе эукариот; у прокариот это происходит в цитоплазме, потому что у прокариот отсутствуют заключенные в мембраны органеллы.

Рис. 3. (a) Коэнзим A показан здесь без присоединенной ацетильной группы. (b) Коэнзим A показан здесь с присоединенной ацетильной группой.

Цикл Кребса переносит оставшиеся электроны от ацетильной группы, образовавшейся во время реакции перехода, на молекулы-носители электронов, тем самым восстанавливая их.Цикл Кребса также происходит в цитоплазме прокариот вместе с гликолизом и реакцией перехода, но он имеет место в митохондриальном матриксе эукариотических клеток, где также происходит реакция перехода. Цикл Кребса назван в честь его первооткрывателя, британского ученого Ганса Адольфа Кребса (1900–1981) и также называется циклом лимонной кислоты или циклом трикарбоновых кислот (TCA) , потому что лимонная кислота имеет три карбоксильные группы в своей структуре. . В отличие от гликолиза, цикл Кребса является замкнутым циклом: последняя часть пути регенерирует соединение, используемое на первом этапе (рис. 4).Восемь стадий цикла представляют собой серию химических реакций, которые захватывают двухуглеродную ацетильную группу (носитель CoA не входит в цикл Кребса) из переходной реакции, которая добавляется к четырехуглеродному промежуточному продукту в цикле Кребса, получение промежуточного шестиуглерода — лимонной кислоты (что дает альтернативное название для этого цикла). Когда один оборот цикла возвращается к начальной точке четырехуглеродного интермедиата, цикл производит две молекулы CO ₂ , одну молекулу АТФ (или эквивалент, такой как гуанозинтрифосфат [GTP]), продуцируемый фосфорилированием на уровне субстрата. , и три молекулы НАДН и одна из ФАДН ₂ .(Обсуждение и подробные иллюстрации полного цикла Кребса приведены в «Метаболические пути».)

Рис. 4. Цикл Кребса, также известный как цикл лимонной кислоты, кратко описан здесь. Обратите внимание, что входящий двухуглеродный ацетил приводит к основным выходам за один оборот двух молекул CO ₂ , трех NADH, одной FADH ₂ и одной молекулы АТФ (или GTP), образованных фосфорилированием на уровне субстрата. Два витка цикла Кребса необходимы для обработки всего углерода одной молекулы глюкозы.

Хотя многие организмы используют цикл Кребса, как описано как часть метаболизма глюкозы, некоторые из промежуточных соединений в цикле Кребса могут использоваться для синтеза широкого спектра важных клеточных молекул, включая аминокислоты, хлорофиллы, жирные кислоты и нуклеотиды; следовательно, цикл одновременно анаболический и катаболический (рис. 5).

Рис. 5. Многие организмы используют промежуточные продукты цикла Кребса, такие как аминокислоты, жирные кислоты и нуклеотиды, в качестве строительных блоков для биосинтеза.

Основные понятия и краткое изложение

• Гликолиз — первая стадия распада глюкозы, приводящая к образованию АТФ, который продуцируется путем фосфорилирования на уровне субстрата ; НАДН; и две молекулы пирувата. Гликолиз не использует кислород и не зависит от кислорода.
• После гликолиза трехуглеродный пируват декарбоксилируется с образованием двухуглеродной ацетильной группы, связанной с образованием НАДН.Ацетильная группа присоединена к крупному соединению-носителю, называемому коэнзимом A.
• После стадии перехода кофермент A переносит двухуглеродный ацетил в цикл Кребса , где два атома углерода входят в цикл. За один оборот цикла одна ацетильная группа, полученная в результате гликолиза, дополнительно окисляется, производя три молекулы НАДН, одну FADH ₂ и одну АТФ за счет фосфорилирования на уровне субстрата и высвобождая две молекулы CO ₂ .
• Цикл Кребса можно использовать для других целей.Многие из промежуточных продуктов используются для синтеза важных клеточных молекул, включая аминокислоты, хлорофиллы, жирные кислоты и нуклеотиды.

Множественный выбор

Во время чего из следующего АТФ не образуется путем фосфорилирования на уровне субстрата?

1. Дорога Эмбден-Мейерхоф
2. Реакция перехода
3. Цикл Кребса
4. Дорога Entner-Doudoroff