Что такое катаболизм? Процессы катаболизма, этапы

Наш организм является удивительной системой, способной поддерживать стабильные связи с окружающей средой. Осуществляется это посредством обмена веществ или, как его еще называют, метаболизма. Сам же метаболизм делится на две составляющие: катаболизм (энергетический обмен) и анаболизм (пластический обмен). Многие люди путают эти понятия. Но они принципиально отличаются. Давайте же разберемся, что такое катаболизм.

Отличия катаболизма от анаболизма

Данные процессы противоположные по своей природе. Анаболизм - это процесс синтеза более сложных веществ из простых. А что такое катаболизм? Это обратный процесс. Примером анаболизма может служить набор мышечной массы. А в качестве примера для катаболизма можно привести ряд важных для организма человека реакций.

Видео: Сколько мышцы "жрут" белка? Голод и катаболизм

Например, многие люди любят картошку, верно? Одним из основных веществ в ней, создающих приятные вкусовые качества, является крахмал. Данное вещество является полисахаридом. Это означает, что оно является очень сложным по своей природе углеводом. Соответственно, оно состоит из множества других углеводов, и его можно разложить на менее сложные вещества. В самом конце крахмал разлагается организмом до глюкозы. Это и есть катаболизм.

Катаболизм спирта

Вторым примером катаболизма является разложение спирта до уксусной кислоты. Данный процесс осуществляется в два шага с помощью двух ферментов. Первый - это алкогольдегидрогеназа. Данный фермент отвечает за катаболизм этанола до ацетальдегида. Данное вещество является токсичным, поэтому оно не может долго задерживаться в организме. Именно оно является причиной похмелья. Но суть не в этом.

Второй этап катаболизма этилового спирта - это расщепление ацетальдегида посредством фермента ацетальдегиддегидрогеназы до уксусной кислоты, которая выводится с организма. Есть ряд других примеров катаболизма. Например, жиры могут расщепляться до глицерина и жирных кислот, а белки - до аминокислот. Для бодибилдеров последний вид катаболизма является достаточно неприятным, так как он не дает набирать мышечную массу.

Катаболизм по науке

Видео: Энергетический обмен в клетке и его сущность

Катаболизм предназначен для того, чтобы организм мог получать энергию. По сути, любые вещества, которые перерабатываются нашим организмом, являются источником АТФ - аденозинтрифосфата. Это специальные молекулы, предназначенные для аккумулирования, то есть накопления энергии в организме. Количество данного вещества достаточно ограниченное. Поэтому ему нужно постоянно пополняться. И это можно сделать только одним путем - с помощью катаболизма. Процесс происходит в несколько этапов. Рассмотрим подробнее все этапы катаболизма.

Первый этап

Первый этап катаболизма - это расщепление полученных из пищи веществ с помощью специальных ферментов. Для некоторых веществ роль фермента могут выполнять гормоны. Например, сахар расщепляет инсулин, вырабатываемый поджелудочной железой. При этом для данного этапа характерно только выделение тепла. Оно не пропадает бесследно.

В частности, оно используется для поддержания нормального уровня жизнедеятельности организма. И мы данный процесс чувствуем как сохранение определенной температуры тела. При этом данный круг достаточно интересный. Ведь катаболизм может осуществляться только при наличии определенной температуры. Теплота является естественным катализатором любых химических процессов в организме или во внешней среде. Процесс расщепления жизненно необходимых веществ является достаточно сложным, поэтому без второго этапа не обойтись.

Видео: Гликолиз

Второй этап

Второй этап называется гликолизом. На данном этапе подвергается расщеплению глюкоза. Данный процесс осуществляется в цитоплазме клетки. Как следствие второго этапа, 40% запасается в виде АТФ, а остальная часть получившейся энергии используется в виде тепла. Вообще, терморегуляция в нашем организме, как видим, обходится ему очень дорого. Значительно больше половины всей получаемой энергии тратится именно на поддержание нормальной температуры тела. Данный этап происходит без участия кислорода.

Третий этап - кислородный

Данный этап катаболизма происходит при непосредственном участии кислорода. Он осуществляется в митохондриях, которые являются нашими естественными аккумуляторами. Данные элементы нашего организма очень маленькие, их невозможно увидеть невооруженным взглядом. При этом данные аккумуляторы имеются в каждой клетке, способной к метаболизму. И именно в них происходит накопление АТФ. И третий этап завязан полностью на синтезе аденозинтрифосфорной кислоты.

Общий путь катаболизма

Общим путем катаболизма можно называть совокупность таких процессов:

• Окисление пирувата до ацетил-КоА. Данный процесс происходит под воздействием ферментов, образующих совокупность под интересным названием "Пируватдегидрогеназный комплекс". Но это уже детали, которые не особо важны обычному человеку.
• Далее идет окисление ацетил-Коа. Это получается благодаря так называемому циклу трикарбоновых кислот. Его еще называют циклом Кребса. Данный процесс является ключевым, предназначенным для клеточного дыхания. Не всех, конечно, а только тех, которые используют кислород. Именно благодаря циклу Кребса в дальнейшем образуется для формирования в процессе анаболизма (синтеза) АТФ, который является основным источником энергии в клетке.
• После этого выделяется энергия, происходит ее аккумуляция (накопление). Это происходит благодаря дегидрированию метаболитов, которые получились в ходе предыдущих двух процессов катаболизма. Само дегидрирование происходит в митохондриальных цепях переноса электронов.

Данные процессы катаболизма являются очень важными для человека. Без них невозможно было бы существовать, так как при катаболизме АТФ происходит высвобождение энергии, которая в дальнейшем используется как универсальное средство, поглощаемое нашими органами.

Катаболизм аминокислот

Да, белки разлагаются в нашем организме до аминокислот. Но не только это происходит в нашем организме. Кроме всего прочего, аминокислоты также являются непосредственными участниками катаболизма. Сам процесс очень сложный, поэтому приведется только основная информация, которая не будет достаточно трудной для читателей. Именно аминокислоты являются основным средством, благодаря которому строятся белки.

Нет ни одного участка тела, которое не нуждалось бы в белках. Однако некоторые из них могут быть вредными. Болезни, которые возникают по причине появления в организме неправильных белков, называются прионными. И, что интересно, ими можно заразиться в один момент.

Выводы

Мы разобрались, что такое катаболизм и для чего он нужен нашему организму. Причина очень проста. Даже самые нужные вещества в нашем организме иногда оказываются лишними. При этом мы не можем обойтись без этих веществ. Катаболизм позволяет не только получить энергию, но и ликвидировать излишки того, что нужно нашему организму. Просто то, чего чрезмерно много - это также плохо. И сей факт нужно учитывать.

Важно понимать, что такое катаболизм не только для общего образования, но и, например, для сжигания лишнего веса. Но при этом нужно быть предельно осторожным, так как катаболизм может кроме жира сжигать и мышечную массу. Ему все равно, что попадает под прицел.