Катаболизм

Что влияет на метаболизм

Скорость обмена веществ может быть нормальной, высокой или замедленной. Существует определенный перечень факторов, которые влияют на этот показатель. Знание того, что может повилять на метаболизм, поможет вам контролировать этот процесс, избегать лишних килограммов или, наоборот, набрать. Все эти факторы относятся к питанию и привычкам, к примеру:

1. Мышечная масса. Наличие мышц – определяющий фактор, которые влияет на скорость метаболизма. Один килограмм мускулатуры сжигает до 200 ккал за сутки, жировая ткань за это же время избавит вас не больше, чем от 50 ккал. По этой причине у спортсменов нет проблем с лишним весом, интенсивные занятия ускоряет процесс сжигания накоплений. Мышечная масса влияет на обменные процессы 24 часа в сутки. А не только во время занятий спортом.
2. Частота, количество приемов пищи. Большие промежутки между едой пагубно сказываются на метаболизме. Организм начинает делать запасы, откладывать на случай голода при длительных перерывах. Рекомендуют все диетологи делать дробное питании 5-6 раз за сутки, небольшие порции для того, чтобы приглушить голод, но не переедать. Оптимальный промежуток между приемами пищи – 3 часа.
3. Продукты питания. Непосредственное влияние на обмен веществ оказывает и то, что вы едите. Часто в диетах исключают из рациона полностью животные, растительные жиры, но их отсутствие приводит к замедленному производству гормонов, что замедляет метаболизм.
4. Напитки. Питьевой режим помогает ускорить процесс расщепления при должном количество простой воды, чай, кофе или сок не учитывается в общем водном балансе. За день рекомендуется выпивать не мене 1,5-2,5 л воды.
5. Генетика. Происходит обмен веществ в клетке, поэтому генетические данные программируют их на определенный режим. Ускоренный метаболизм многих людей является «подарком» от родителей.
6. Обмен веществ организму может серьезно замедлить психоэмоциональные сильные потрясениях.
7. Диеты. Те рационы питания, которые накладывают сильные ограничения на какие-то продукты часто становятся причиной резкой снижения скорости обмена веществ, что пагубно сказывается на всем организме.
8. Заболевания. Разного рода патологии, гормональные отклонения влияют на обмен веществ и энергии.
9. Половая принадлежность. У мужчин и женщин существуют отличия в обменных процессах.

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.

Как избежать катаболизма мышц при тренировках

• В первую очередь, самым ярым врагом мышц является утреннее голодание. В этот момент концентрация кортизола находится на пике. Ночью истощаются запасы гликогена, и для того, чтобы их подпитать организм возьмет энергию из мышечного белка. Соответственно, перед сном так же необходимо получить питательные вещества, которые постепенно будут расщепляться, предупреждая катаболизм.
• Утром необходимо сразу принимать пищу, а лучше – аминокислоты из спортивного питания: полного цикла и ВСАА. Они быстрее расщепляются – до 30 минут, в то время как завтрак будет усваиваться в разы дольше. Еще одним способом устранения распада мышечного белка является прием протеинового коктейля или гейнера, который помимо белка содержит быстроусваиваемые углеводы. Естественно полноценный прием пищи отменять нельзя. Пренебрегая сложными углеводами и жирами невозможно ни сохранить, ни создать новые мышцы. Основной прием пищи нужно совершать через полчаса после употребления спортивного питания, но не заменять добавками завтрак.
• Предупредить разрушительные процессы можно только полноценным и частым питанием. То есть нельзя дожидаться голода, каждый прием примерно через три часа. Помимо этого, количество питательных веществ и их соотношение должно быть урегулировано. Предотвратить катаболические процессы можно при условии, если ежедневно в организм поступает как минимум 1-2 грамма белка на каждый килограмм веса, а для роста массы до трех грамм.
• Углеводы играют непосредственную роль в борьбе с разрушением мышц, именно энергия из углеводов препятствует распаду мышечной ткани для получения недостающей энергии. Углеводы должны поступать в количестве 3-4 грамм на каждый килограмм. Жиры тоже являются источниками энергии, тем более по сравнению с другими веществами, 1 г жира содержит целых 9 килокалорий. Если придерживаться правильного соотношения, мышечный катаболизм от недоедания не грозит.

Что касается самого тренинга, он так же может стать причиной разрушения мышц из-за высокой интенсивности или длительности, истощения питательных веществ и сил.

Предупредить распад мышц во время нагрузки можно несколькими способами:

1. Принять пищу, богатую углеводами и белками за полтора часа до тренировки.
2. Принять порцию аминокислот за полчаса до нагрузки.
3. Не превышать длительность нагрузок, не выходить за пульсовые нормы.
4. Принимать пищу или спортивные добавки: гейнер и протеин в течение 30-40 минут с момента завершения тренировки, чтобы снизить кортизол.

Завершая день, важно принять белковую пищу, а лучше казеиновый протеин, перед сном. Медленный распад казеина до аминокислот ночью максимально сохранит мышечную ткань и снизит катаболический эффект

Откуда организм получает энергию для своих нужд

Метаболизм основан на питании. Организму необходимы основные энергетические составляющие – белки, жиры и углеводы. Энергетический баланс человека зависит именно от них. Углеводы, поступающие в организм, могут быть трех форм – это волокна целлюлозы, сахар и крахмал. Именно сахар с крахмалом создают основные источники необходимой для человека энергии. Все ткани организма находятся в зависимости от глюкозы, они ее применяют для всех видов деятельности, расщепляя до более простых составляющих.

Реакция сжигания глюкозы  выглядит так: С₆Н₁₂О₆+ 6 О₂ ——> 6 CO₂ + 6 H₂O + энергия, при этом один грамм расщепленного углевода обеспечивает получение 4 ккал. Питание атлета должно включать сложные углеводы – перловку, гречку, рис, которые при наборе мышечной массы должны составлять 60-65% всего рациона.

Второй источник концентрированной энергии – жиры. При своем расщеплении они производят вдвое большее количество энергии, чем белки и углеводы. Энергия из жиров получается с трудом, но при успехе ее количество намного больше – не 4 ккал, а 9.

В питании важную роль играет также набор минералов и витаминов. Непосредственного вклада в энергетику организма они не делают, но регулируют тело и нормализуют метаболические пути

В обмене веществ особенно важное значение имеют витамины А, В2 или рибофлавин, пантотеновая и никотиновая кислота

Еще несколько фактов по обмену веществ:

• в состоянии покоя мужчины расходуют калорий больше, чем женщины;
• базальный метаболизм выше зимой, чем летом;
• у более тяжелых людей обмен веществ быстрее;
• затраты энергии организма после приема пищи возрастают на 10-40%, при этом жиры основной обмен увеличивают на 5-15%, углеводы – на 5-7%, а белки на 30-40%;
• белковая пища способствует похудению.

Тренировка: тратим жир и сохраняем мышцы

Правильная организация тренировок с учетом катаболизма включает несколько моментов:

• Чтобы расщепить жировые клетки, необходим строго дозированный дефицит калорийности – не больше10–15 % от суточной потребности. На сушке с потерей веса этот дефицит нужно уменьшать. К 3-й неделе он должен составить 5–7 %.
• Для сохранения мышечной ткани в условиях дефицита энергии необходимы тренировки – тогда организм поймет, что мышцы «при деле», не станет превращать их в энергетический источник.
• Режим тренировок – 3–4 раза в неделю по 45 минут; тренироваться нужно часто, но непродолжительно. Перетренированность – один из главных факторов катаболизма мышц.
• Нагрузки должны быть интенсивными: рабочий вес соответствует возможности работать с ним до 12 раз при первом подходе. Оптимально будет чередовать нагрузку на три группы мышц, и выполнять её по кругу.
• Силовые упражнения должны создать ситуацию стресса. В первые 25–30 минут тренировки организм тратит свои энергетические запасы из гликогена печени, затем гормоны направляют процесс извлечения энергии из жировых депо, минуя работающие мышцы. Расщепление жирных кислот длится около 20 минут – это и есть время эффективного жиросжигания на тренировке.

Кардио после силовых упражнений лучше не делать – слишком большой риск восполнения дефицита энергии за счет натруженных мышц. Двигательной активности посвящаем отдельный день.

Почему культуристы не любят катаболизм

Цель культуриста – мускулистое тело с минимумом подкожного жира. В ходе анаболизма происходит рост не только мышечной массы (усвоение белков), но и жировой ткани (усвоение жиров и углеводов).

Видео

Силовые тренировки призваны мобилизовать организм на синтез новых мышечных волокон, а сокращение в рационе жиров и углеводов уменьшает жировую прослойку. Однако во всем нужна мера. Чрезмерные нагрузки и строгая диета создают дефицит энергии, баланс в обмене веществ сдвигается в сторону активного катаболизма.

Организм переходит в стрессовый режим: он расщепляет собственные ткани, чтобы создать из них молекулы АФТ, необходимые работающим клеткам. Энергия извлекается отовсюду ­– из гликогена печени, жировой ткани, мышечных волокон – путем превращения мышечного белка в аминокислоты. Спортсмен в полной мере ощущает на себе, что такое катаболизм мышц: длительный тренинг не дает результатов, мускулы не растут, несмотря на титанические усилия в спортзале. Мало того, с трудом наработанная мускулатура тает как раз во время тренировок. Говоря простым языком, организм освобождается от лишних мышц, т. к. они потребляют слишком много энергии.

Активный катаболизм запускается при любом стрессе:

• нервное расстройство, тревога, волнение;
• длительное и сильное чувство голода;
• чрезмерные физические нагрузки;
• умственное перенапряжение;
• отсутствие полноценного отдыха.

Остановить этот процесс волевым усилием трудно – биохимия процессов катаболизма и анаболизма регулируется гормонами.

Связь метаболизма с массой тела

Связь эта, если не углубляться в теоретические выкладки, может быть описана следующим образом: вес нашего тела представляет собой последствия катаболизма за минусом анаболизма, или количество высвобожденной энергии минус та энергия, которую наше тело использует. Избыточная энергия  в организме накапливается в виде жировых отложений или в виде гликогена, собирающегося в печени и в мышцах.

Один грамм жира, высвобождая энергию, может дать 9 ккал. Для сравнения соответствующее количество белков и углеводов  дает по 4 ккал. Избыточный вес возникает по причине повышенной способности организма сохранять в виде жира избыток энергии, но причиной этого могут послужить также гормональные проблемы и заболевания, включая наследственные. Их негативное воздействие способно заморозить обмен веществ.

Многие считают, что у худых людей метаболизм ускоренный, а тучные люди обладают медленным метаболизмом, что и приводит их к избыточному весу. Но замедленный метаболизм редко становится истинной причиной лишнего веса. На энергетические потребности организма он, конечно, влияет, но основой для роста веса служит дисбаланс энергии в организме, когда калорий потребляется заметно больше, чем расходуется.

Уровень обмена веществ человека в процессе отдыха, который часто называют основным или базальным метаболизмом, не так уж многими способами можно изменить. Так, одной из эффективных стратегий придания метаболизму интенсивности является наращивание мышечной массы. Но более эффективной окажется стратегия, при которой определяются энергетические потребности организма, после чего под них подгоняется образ жизни. Вес будет ликвидирован более быстро и качественно.

Как распределяются потребляемые калории

Большинство потребляемой человеком энергии – 60-70%  всех калорий – требуется организму для поддержки  процессов жизнедеятельности в целом (базовый уровень метаболизма), на работу сердца и мозга, на дыхание и т.д. На поддержание физической активности уходит 25-30% калорий и на переваривание пищи – 10%.

Интенсивность обмена веществ в разных тканях и органах человека весьма различна. Так, мышцы человека, занимающие 33 кг от общей массы тела 84-килограммового  человека, требуют всего 320 ккал, а весящая 1,8 кг печень требует 520 ккал.

Потребности человека в калориях  зависят от трех основных факторов.

1. Размер тела, тип телосложения.

Если масса тела велика, то и калорий требуется большее количество. Человек, у которого мышц больше, чем жира, нуждается в большем количестве калорий, чем весящий столько же, но имеющий меньшее соотношение мышц и жира. Те, у кого мышц больше, имеют более высокий метаболизм на базальном уровне.

1. Возраст.

С возрастом начинают действовать сразу несколько факторов, снижающих количество калорий. Усыхание мышечной массы с возрастом повышает соотношение жира и мышц, меняется уровень метаболизма, и соответственно меняется и потребность в калориях. Есть и другие возрастные факторы, воздействующие на этот процесс:

— люди обоего пола с возрастом начинают производить меньшее количество анаболических гормонов, потребляющих энергию, снижается с возрастом и секреция гормона роста;

— коррективы в процессы использования и потребления энергии вносит менопауза;

— с возрастом снижается физическая активность человека, его работа становится менее активной и требует меньше нагрузок;

— на процесс метаболизма влияют «клеточные отходы», отмирающие с возрастом и накапливающиеся клетки.

1. Пол.

Базальный уровень метаболизма у мужчин обычно выше, чем у женщин, соответственно, у них и соотношение мышц и жира выше. Следовательно, мужчины в среднем сжигают больше калорий при том же возрасте и весе тела.

Гормоны катаболизма

Также к катаболизму мышц приводят гормоны катаболизма. К таким гормонам относятся кортизол, глюкагон, адреналин и др. Они помогают организму синтезировать энергию в стрессовой ситуации. Делают это они любым возможным способом, даже таким радикальным, как разрушение белков и мышечной ткани. Синтез этих гормонов происходит во время стресса. Соответственно, избежание стресса помогает избежать чрезмерно высокого катаболизма. Но что наш организм воспринимает как стресс? Недосыпание, чрезмерные физические нагрузки, голодание, обезвоживание, сильные эмоциональные потрясения (включая как сильные отрицательные эмоции, так и чрезмерно сильные положительные), а также изменения в окружающей среде.

Все эти факторы провоцируют стресс и, как следствие, повышают катаболизм.

Для минимизации катаболизма мы советуем вам следовать таким ключевым правилам:

1. Спите. Полноценный восьмичасовой сон способствует восстановлению потерянных во время тренировки аминокислот. К тому же, ученые пришли к выводу что максимально качественный рост мышечной ткани происходит во сне, в то время, когда ваше тело максимально расслаблено.
2. Хорошо питайтесь и пейте воду. Полноценный рацион НУЖЕН для восстановления мышечной ткани и поддержания тела в здоровом состоянии. А жидкость способствует транспортировке полезных веществ к мышечной ткани.
3. Не перенапрягайтесь. Ваши мышцы должны работать, но не изнашиваться. Мышцы должны иметь время для восстановления, иначе их рост сильно замедляется.
4. Старайтесь избегать чрезмерных эмоциональных потрясений. Не забывайте, сильные эмоции=стресс. Стресс = катаболические гормоны. Катаболические гормоны = катаболизм.

Мы разобрались, что такое катаболизм, почему это плохо и как его избежать. Нужно понимать, что катаболизм – вполне природный процесс, остановить который полностью невозможно и не нужно. Скорее, следует минимизировать катаболизм в мышцах, ведь он препятствует росту мышечной ткани. В меру занимайтесь спортом, правильном сбалансировано питайтесь, спите и избегайте стресса. Следуйте нашим советам и будете иметь красивое и здоровое тело!

Понятие об обмене веществ в биологии

Обмен веществ означает поглощение, транспортировку и химическое преобразование веществ в организме, а также выход метаболических конечных продуктов в окружающую среду.

Метаболизм работает следующим образом: питательные вещества расходуются в зависимости от потребностей организма, и создаются продукты, которые человеческое тело не может использовать дальше.

Затем эти вещества выводятся через:

• дыхание;
• мочу;
• фекалии;
• пот.

Метаболические процессы представляют собой сложные цепочки биохимических реакций, в ходе которых либо производятся богатые энергией вещества для хранения, либо они расщепляются для получения энергии. Таким образом, существует баланс между накоплением и распадом биомассы, который адаптируется к текущим потребностям организма.

Катаболизм – это в биологии процесс метаболического распада, поэтому основным его принципом являются реакционные циклы, то есть цепочки реакций, идущие по кругу (например, цикл лимонной кислоты). Аденозинтрифосфат (АТФ) — центральная молекула в метаболизме. Это основная валюта энергии тела. АТФ участвует в качестве источника энергии практически во всех метаболических процессах.

Гормоны играют решающую роль в регулировании метаболизма. Это становится особенно очевидным в процессе заболеваний, при которых выработка гормонов либо повышена, либо снижена.

Метаболизм структурирован таким образом, что некоторые метаболические пути либо имеют определенную молекулу в качестве конечного продукта, либо начинаются с этой молекулы.

Эти так называемые промежуточные соединения (например, ацетил-КоА) представляют собой промежуточные станции, от которых, в зависимости от текущей ситуации (катаболической или анаболической), выбираются необходимые пути. Процесс обмена веществ делится на 2 стадии: анаболическую и катаболическую.

Что такое анаболизм

В процессе анаболизма происходит синтез сложных молекул на основе простых и это сопровождается большими затратами энергии. Вся биомасса накапливается после приема пищи. Исходя из простых молекулярных структур, синтезируются более сложные вещества. Энергия пищи хранится в максимально сжатой форме. Например, накапливаются жир и гликоген. Инсулин — классический анаболический гормон.

Что такое катаболизм

Катаболизм – это (в биологии описаны пути разделения) метаболический процесс, при котором биомасса расщепляется. Сложные молекулы разбиваются на более простые.

Целью этих процессов является высвобождение энергии, хранящейся в биомассе (например, жира или гликогена). Это приводит к катаболическим ситуациям во время голода или физических нагрузок. Глюкагон и адреналин — гормоны с сильным катаболическим действием

Этапы катаболизма

С точки зрения биологии тела анаболизм и катаболизм – два абсолютно необходимых организму процесса. Анаболизм – это синтез тканей (мышечной, костной, нервной, жировой) из белков, жиров и углеводов, которые организм получает с питанием.

Синтез тканей – энергозатратный процесс. Универсальным поставщиком энергии для него являются молекулы АТФ. Они, в свою очередь, образуются в ходе катаболизма – путем расщепления сложных веществ на максимально простые элементы.

Катаболические процессы проходят в 3 этапа:

• Подготовительный этап – переваривание пищи в ЖКТ или расщепление внутренних тканей (жировой или мышечной). Белки при этом распадаются на аминокислоты, жиры расщепляются на глицерин и свободные жирные кислоты, углеводы – на молекулы глюкозы. Катаболизм на первом этапе сопровождается небольшим выделением тепловой энергии.
• Бескислородный этап проходит внутри клетки, где глюкоза превращается в молочную кислоту, а молекулы аминокислот и жирных кислот – в ацетил-КоА (промежуточный фермент катаболизма). Часть высвобождаемой энергии выделяется в виде тепла, а часть аккумулируется в молекулах АФТ.
• Кислородный этап – дыхание клетки. Начинается циклом трикарбоновых кислот, когда атомы углерода покидают органические вещества, соединяются с кислородом и образуют углекислый газ. Затем в митохондриях клеток завершается распад нутриентов – образуются молекулы АФТ и вода.

Итог катаболизма – молекулы АФТ, они распадаются и выделяют энергию в соответствии с потребностями клеток.

Анаболические процессы – рост мышц, например, – невозможны без катаболизма и образования молекул АФТ.

Таблица: анаболизм и катаболизм – 2 стороны одной медали

Роль гормонов при активном катаболизме

Метаболизм представляет собой совокупность огромного количества химических реакций, баланс между ними поддерживается гормонами. Получив сигнал о возникшей потребности, центры мозга – гипоталамус и гипофиз – мобилизуют эндокринную систему (надпочечники, щитовидную железу, яички и яичники, печень) на выброс гормонов в кровь. Одни из них стимулируют синтез и рост тканей. Другие блокируют анаболические процессы, запускают катаболизм – превращение вещества в энергию.

Катаболизм запускают гормоны стресса:

• кортизол,
• адреналин,
• норадреналин;
• тироксин (Т4),
• трийодтиронин (Т3).

Первые три вырабатываются надпочечниками, два последних гормона продуцируются щитовидной железой. Действие гормонов прекращается, когда исчезают факторы стресса.

Гормональная регуляция этапов активного катаболизма

Культуристу надо решить две задачи. Во время тренировок обеспечить поступление энергии за счет катаболизма жировой ткани и сохранить от распада мышечную. В период отдыха создать оптимальные условия для анаболизма мышц.

Видео

Что такое анаболизм

Анаболизм представляет собой процесс синтезирования мелких молекул в крупные, в ходе которого затрачивается энергия. С помощью этого процесса образуются новые высокомолекулярные соединения – белки, в том числе мышечные волокна, углеводы и жиры. У всех живых организмов анаболические реакции протекают таким образом, что клетки сами синтезируют для себя необходимые вещества: белки, жиры, полисахариды, нуклеотиды.

Рост мышц невозможен при недостатке молекул белка, как материала для новых клеток, так и углеводов, так как анаболические процессы происходят с затратами энергии.