Sisu
- Ülevaade ainevahetusest
- Ainevahetuse põhimikud
- Mis on anaboolne ainevahetus?
- Mis on kataboolne ainevahetus?
- Anaboolse ja kataboolse ainevahetuse tasakaalu hoidmine
- Füüsiline koormus: lihaste kasv ja rasva kadu
Rakud on väikseimad elusolendite ühikud, millel on kõik eluga seotud omadused. Üks neist määratlevatest omadustest on ainevahetusvõi keskkonnast kogutud molekulide või energia kasutamine elus püsimiseks ja lõppkokkuvõttes taastootmiseks vajalike biokeemiliste reaktsioonide läbiviimiseks.
Ainevahetusprotsesse, mida sageli nimetatakse metaboolseteks radadeks, võib jagada nendeks, mis on anaboolnevõi mis hõlmavad uute molekulide sünteesi ja neid, mis on kataboolne, mis hõlmab olemasolevate molekulide lagunemist.
Keeleliselt räägivad anaboolsed protsessid maja ehitamisest ja vajadusel akende ja vihmaveerennide asendamisest ning kataboolsed protsessid kulunud või purunenud majadetailide ohjeldamiseks. Kui need tehakse õiges tempos kontserdiga, eksisteerib maja võimalikult ühtlases seisus, kuid mitte kunagi passiivselt.
Ülevaade ainevahetusest
Rakud ja nende moodustatud kuded toimuvad pidevalt "kahesuunalise" metabolismina, mis tähendab, et kuigi mõned asjad voolavad anaboolses suunas, siis teised lähevad vastupidises suunas.
See on võib-olla selgem kogu organismide tasandil: kui te põletate läbi glükoos Kui laulda, et oma koeraga järele jõuda (kataboolne protsess), jätkub päevast eelneval päeval käele lõigatud paber terveks (anaboolne protsess). Kuid sama dihhotoomia on töös ka üksikutes rakkudes.
Rakulisi reaktsioone katalüüsivad spetsiaalsed globaalsed valgu molekulid, mida nimetatakse ensüümid, mis definitsiooni järgi osalevad keemilistes reaktsioonides, ilma et nad lõpuks end muutuks. Need kiirendavad märkimisväärselt reaktsioone - mõnikord tublisti üle tuhande - ja toimivad seega järgmiselt katalüsaatorid.
Anaboolsed reaktsioonid vajavad tavaliselt energia sisendit ja on seetõttu endotermiline (sujuvalt tõlgitud, "kuumus seestpoolt"). See on mõistlik; kui te ei söö, ei saa te lihaseid kasvatada ega ehitada, kuna teie toidutarbimine on tavaliselt vastavalt antud tegevuse intensiivsusele ja kestusele.
Kataboolsed reaktsioonid on tavaliselt eksotermiline ("kuumus väljapoole") ja vabastab energiat, millest rakud rakutavad suure osa adenosiintrifosfaadi (ATP) kujul ja mida kasutatakse muudes ainevahetusprotsessides.
Ainevahetuse põhimikud
Keha peamised struktuurielemendid ja molekulid, mida see kütusena vajab, ning kudede kasv ja asendamine koosnevad monomeeridvõi väiksemad korduvad üksused suurema terviku sees, mida nimetatakse a polümeer.
Need ühikud võivad olla identsed nagu säilituskütuse pikkadesse ahelatesse paigutatud glükoosimolekulid glükogeen, või võivad nad olla sarnased ja omada "maitset" nagu nukleiinhapete ja neid moodustavate nukleotiidide puhul.
Kolm suurt makrotoitaine makromolekulide klassid inimeste toitumises, nn süsivesikud, valgud ja rasvad, igaüks koosneb oma tüüpi monomeerist.
Glükoos on kogu maakera elu põhialus, kusjuures iga elus rakk on võimeline seda energia saamiseks metaboliseerima. Nagu märgitud, võib glükoosimolekulid ühendada "ahelateks", moodustades glükogeeni, mida inimestel leidub peamiselt lihastes ja maksas. Valgud koosnevad monomeeridest, mis on tõmmatud 20 erineva aminohappe haardekotist.
Rasvad ei ole polümeerid, kuna need koosnevad kolmest rasvhappest, mis on seotud kolme süsiniku molekuli "selgrooga" glütserool. Kui need kasvavad või kahanevad, toimub see aatomite lisamise või eemaldamise kaudu rasvhapete ahelate otsas, pigem nagu suurtäht "E", mille vertikaalne osa jääb samaks, kuid horisontaalsed ribad on erineva pikkusega.
Mis on anaboolne ainevahetus?
Mõelge sellele, et teile võiks anda piiramatu suurusega mänguasjade ehitusplokkide karbi. Paljud on identsed, välja arvatud nende värv; teised on erineva suurusega, kuid neid saab omavahel ühendada; teised pole siiski mõeldud ühenduse loomiseks sõltumata valitud konfiguratsioonist. Saate luua identseid konstruktsioone, mis hõlmavad näiteks kolme kuni viit tükki, ja siduda need omavahel nii, et ka nende konstruktsioonide ristmikud oleksid identsed.
See on sisuliselt anaboolne metabolism. Kolm kuni viis mänguasjatükki esindavad üksikud rühmad tähistavad "monomeere" ja valmistoode on analoogne "polümeeriga". Ja rakkudes juhivad ensüümid protsessi selle asemel, et käed tükke kokku panna, selle asemel, et käed tööd teha. Mõlemal juhul on peamine aspekt energia sisenemine suurema keerukusega (ja tavaliselt ka suurema suurusega) molekulide genereerimiseks.
Anaboolsete protsesside näited hõlmavad lisaks valkude sünteesile ka glükoneogenees (glükoosi süntees erinevatest ülesvoolu substraatidest), rasvhapete süntees, lipogenees (rasvade süntees rasvhapetest ja glütseroolist) ja nende moodustumine karbamiid ja ketoonkehad.
Mis on kataboolne ainevahetus?
Enamasti ei ole kataboolsed protsessid üksikute reaktsioonide tasemel lihtsalt vastavad anaboolsed reaktsioonid, mis toimuvad vastupidiselt, ehkki paljud neist on samad. Tavaliselt on kaasatud erinevad ensüümid.
Näiteks esimene samm sisse glükolüüs (glükoosi katabolism) on fosfaatrühma lisamine glükoosile, tänu ensüümile heksokinaas, moodustades glükoos-6-fosfaadi. Kuid glükoneogeneesi viimast etappi, fosfaadi eemaldamist glükoos-6-fosfaadist glükoosiks, katalüüsib glükoos-6-fosfataas.
Muud teie kehas toimuvad olulised kataboolsed protsessid on glükogenolüüs (glükogeeni lagunemine lihastes või maksas), lipolüüs (rasvhapete eemaldamine glütseroolist), beetaoksüdatsioon (rasvhapete "põletamine") ja ketoonide, valkude või üksikute aminohapete lagundamine.
Anaboolse ja kataboolse ainevahetuse tasakaalu hoidmine
Keha vastavus vajadustele reaalajas nõuab suurt reageerimisvõimet ja koordinatsiooni. Anaboolsete ja kataboolsete reaktsioonide kiirust saab kontrollida, varieerides ensüümi või substraadi kogust, mis on mobiliseeritud antud rakuosale, või tagasiside pärssimine, milles toote kogunemine annab märku reaktsioonist ülesvoolu, et kulgeda aeglasemalt.
Samuti ja mis on oluline ainevahetuse tervikliku visualiseerimise seisukohast, võib ühe makrotoitainete raja substraadid vastavalt vajadusele manustada teise substraadile.
Radade sellise integreerimise näide on see, et aminohapped alaniin ja glutamiin võivad lisaks valkude ehitusplokkidena toimida ka glükoneogeneesi. Selleks peavad nad heitma lämmastikku, mida käitlevad ensüümid, mida nimetatakse transaminaasid.
Füüsiline koormus: lihaste kasv ja rasva kadu
Füüsiline ettevalmistus on peamine avalik mure riikides, kus inimestel on vabatahtlik võimlemine sageli luksus.
Paljud levinumad viisid on suunatud kindlalt ühe või teise protsessi suunas, näiteks raskuste tõstmine lihasmassi suurendamiseks (anaboolsed harjutused) või elliptilise treeneri või jooksulindi kasutamine kardio jaoks ning kõhna või rasvase kehamassi (või keha) vajumine. kaal) kehakaalu langetamiseks (kataboolsed harjutused).
Üks näide mõlema süsteemi toimimisest on maratonijooksja, kes valmistub 42,2 km (26,2 miil) võistluseks ja jookseb seda. Nädal enne seda laadivad paljud inimesed vaeva nägemiseks süsivesikuterikkaid toite.
Igapäevase jooksutreeningu ja pideva kataboliseeritud kütuse asendamise vajaduse tõttu on neil sportlastel ensüümi glükogeeni süntaasi kõrge aktiivsuse tase, mis võimaldab nende lihastel ja maksas sünteesida ebatavalise avidusega glükogeeni.
Maratoni ajal muundatakse see glükogeen glükoosiks, et joosta jooksu tundide kaupa, ehkki tavaliselt võtavad need sportlased kogu ürituse vältel glükoosiallikaid (nt spordijooke), et vältida "seinale löömist".