Ролята на катаболизма. Какво е катаболизъм? Катаболни процеси, етапи

Поздрави на всички любители на здравословния начин на живот и спорта!

Днес отново ще говорим за една сложна, но много интересна тема – метаболитните процеси. В предишната статия се запознахме със себе си. И какво включва процесът на метаболизъм или метаболизъм. Метаболитният процес включва катаболизъм и анаболизъм.

Един процес се нарича разрушителен-то катаболизъм,от гръцки καταβολή, „изпускане, унищожаване“. В тялото, когато се приема храна, протича процесът на разделяне на сложни вещества на по-прости. По време на този процес настъпва гниене (дисимилация), включително остарели тъканни и клетъчни елементи, след което те се отстраняват от тялото с вода. Има 3 етапа на катаболизъм:

• Подготвителен етап I (протеините се разграждат до аминокиселини; мазнините до глицерол и мастни киселини; нишестето до глюкоза).
• Етап II се нарича гликолиза или аноксична. В него участват ензими; глюкозата се разгражда. 60% от енергията се разсейва като топлина, а 40% се използва за синтез. Кислородът не участва в това.
• Етап III клетъчно кислородно дишане. В него участват ензими и кислород. Млечната киселина се разгражда. CO2 се освобождава от митохондриите в околната среда.

Например, те използваха котлет и мляко, протеините, които ги съдържат, са различни по структура и не могат да се заменят един друг, следователно с помощта на специални ензими протеинът от мляко и котлети се разглобяват на аминокиселини, които след това се използват. Освен това в процеса на катаболизъм се изгарят мазнини, които са толкова мразени от дебелите хора. Успоредно с това се освобождава енергия, измерена в калории. На катаболните процеси в силовите спортове се гледа негативно. Катаболизмът е необходим за спешно попълване от тялото на веществата, от които се нуждае. По отношение на бодибилдинга, катаболните процеси водят до разграждане на мускулите, т.е. протеиновата (мускулна) тъкан се разгражда до нивото на смилаеми аминокиселини. Оказва се, че тялото се самоизяжда.

Друг процес творчески- то анаболизъмот гръцки ἀναβολή, „възход“ или пластичен метаболизъм - набор от химични процеси, които съставляват една от страните на метаболизма в тялото, насочени към образуването на клетки и тъкани. Например протеиновият синтез в тялото, т.е. образуване на протеини от прости аминокиселини. В резултат на пластичния метаболизъм от постъпилите в клетката хранителни вещества се изграждат протеини, мазнини, въглехидрати, характерни за тялото, които от своя страна отиват за създаването на нови клетки, техните органи и междуклетъчно вещество. За разлика от катаболизма, този процес е най-добрият спътник за бодибилдърите, тъй като се изгражда нова мускулна тъкан, включително от мастни натрупвания, а оттам и мускулен растеж. За активен набор от мускулна тъкан е необходимо да се повиши нивото на анаболизъм с помощта на тестостерон и инсулин и в същото време да се намали нивото на катаболизъм, да се намали нивото на кортизол, адреналин и гликоген.

Няколко фактора влияят върху скоростта на метаболитните реакции в тялото.:

• Пол - при мъжете скоростта на метаболитните процеси е с 20% по-висока, отколкото при жените
• Възраст - метаболитният процес на всеки 10 години намалява с 3% от нивото на 25-30 години
• Телесно тегло - ако мазнините в своята маса надвишават общата маса на вътрешните органи, костите и разбира се мускулите, тогава скоростта на катаболитния процес е по-ниска.
• Физическа активност - редовните упражнения повишават скоростта на метаболизма, първите 2-3 часа след тренировка с 20-30%, след това не повече от 2-7%.
• Наследственост - Можете да наследите скоростта на метаболизма си от предишни поколения.
• Дисфункциите на щитовидната жлеза са хипотиреоидизъм (ниски нива на тиреоидни хормони) и хипертиреоидизъм (повишена хормонална активност на щитовидната жлеза). Тези състояния могат да забавят или ускорят метаболизма, но само 3% от населението има хипотиреоидизъм и 0,3% има хипертиреоидизъм.

Какви могат да бъдат причините да забавят метаболизма и да не допринасят за загуба или наддаване на тегло.

• Намаляване на калориите. Ако решите да отслабнете и да намалите калориите, имайте предвид, че недохранването може да навреди на метаболизма ви. Тялото се опитва да спести резерви и инхибира метаболизма. Следователно, ако в тялото няма достатъчно калории, тогава тялото ще ги вземе от мускулната тъкан като енергия. Затова яжте по-често, но на малки порции.
• Липса на фибри. Липсата или малкото количество на такива прекрасни храни като пълнозърнест хляб, спагети от твърда пшеница и зеленчуци в диетата се отразява негативно на качеството на метаболизма. Ежедневният прием на фибри (около 100 g) може да намали теглото с 5-7% във времето, в зависимост от теглото на човека.
• Липса на протеини. Протеинът, както знаем, е градивният елемент на мускулите. С активната консумация на протеини можете да изгаряте мазнини и малко хора знаят това. Всъщност, ако вашата диета е достатъчно пълна с протеини (месо, риба, птици, ядки, гъби, млечни продукти), тогава е напълно възможно да се отървете от 20-25% от калориите, т.к. протеините активират метаболизма.
• Без кофеин. За поддържане на метаболизма на определено ниво е необходимо от време на време да се консумират продукти, съдържащи кофеин (ако няма противопоказания). Не е задължително да е кафе. Зеленият чай също е чудесен източник на кофеин. Например, зеленият чай може да подобри метаболизма с 15%. Благодарение на свойствата си, чаят като че ли дава тласък на тялото да гори калории.
• Липса на калций. Системно консумирайте храни, съдържащи калций (сирене, извара, мляко). Между другото, калцият е много важен за жените.
• Температура на водата. Много интересен факт е, че студената вода ускорява метаболизма. Това се дължи на факта, че тялото изразходва енергия за загряване на водата. Водата по принцип трябва да се пие в изобилие (2 - 2,5 литра на ден), а хладката вода подобрява метаболитните процеси.
• Липса на витамин D. Витамин D участва пряко в метаболизма. Колко хора (особено възрастни) познавате, които подкрепят приема на мазна риба (пъстърва, сьомга, скумрия), трици, яйца? В крайна сметка тези храни са най-добрите естествени източници на витамин D.
• Липса на желязо.Желязото е от първостепенно значение за изгарянето на мазнини. На първо място, това желязо е свързано с доставката на кислород до мускулите, в които се изгаря част от мазнините. Или специални добавки с желязо, или естествени източници (морски дарове, месо, овесени ядки, зеленчуци) ще ви помогнат да възстановите желязото и следователно да подобрите метаболизма.
• Липса на омега-3 и омега-6 мастни киселини в диетатакато ядете поне 2-3 порции риба на седмица. Ако не обичате риба, набавете си горните киселини от хранителни добавки. Най-простото решение е да вземете рибено масло.
• Наличие на алкохол. Знаете ли, че ако в кръвта има алкохол, тялото първо ще изгори него, а чак след това останалите калории. Като намалите приема на алкохол, ще помогнете на тялото си да изгори точно онези калории, от които не се нуждаете. Във всеки случай намаляването на дозата алкохол ще ви бъде от полза.
• Няма достатъчно време за сън. Лишаването от сън има много странични ефекти и кимането в автобуса на път за работа е само един от тях. Изследователите са открили пряка връзка между метаболизма и съня; Доказано е, че лишаването от сън сериозно забавя метаболизма ви.
• Не закусвайте сутрин. Ако сутрин тялото ви не е получило енергиен тласък, тогава за обяд и вечеря ще искате нещо висококалорично. Ако не искате да ядете сутрин, вземете лека закуска като кисело мляко.
• Не използвайте подправки при готвене. Следващият път, когато готвите пиле или месо, добавете щипка лют червен пипер. Дължи лютивината си на капсаицина, който не само придава пикантност на ястието, но и помага за ускоряване на метаболизма. До този извод са стигнали H. S. Reinbach, A. Smits, T. Martinussen от университета в Копенхаген в тяхното изследване „Ефектът на капсаицина, зеления чай и сладкия пипер върху апетита и разхода на енергия при хора с отрицателен и положителен енергиен баланс“.
• Водете неактивен начин на живот. Увеличете активността. Колкото по-малко се движите, толкова по-бавен е метаболизмът ви. Правете кратки, интензивни упражнения, които могат да ускорят метаболизма ви и да накарат тялото ви да гори калории дори след края на упражнението. Например, вземете колело, проучванията показват, че 45 минути каране на двуколесен приятел ускорява метаболизма за следващите 12 часа или повече.
• Усмихнете се малко, да, да!!!Нека не ви звучи псевдонаучно, учените потвърдиха, че поне 10 минути смях на ден могат да ви помогнат да изгорите калории.

Като се придържате към тези прости правила, можете да постигнете отлични резултати за всеки човек, ще има само цел и желание. По-нататък ще говорим за мъжете и

Съдържание на темата "Метаболизъм и енергия. Хранене. Основен метаболизъм.":

2. Белтъците и тяхната роля в организма. Коефициент на износване по Rubner. Положителен азотен баланс. Отрицателен азотен баланс.
3. Липидите и тяхната роля в организма. мазнини. Клетъчни липиди. Фосфолипиди. Холестерол.
4. Кафява мазнина. Кафява мастна тъкан. Липиди в кръвната плазма. Липопротеини. LDL. HDL. VLDL.
5. Въглехидрати и тяхната роля в организма. Глюкоза. Гликоген.


8. Ролята на метаболизма за осигуряване на енергийните нужди на организма. Коефициент на фосфорилиране. Калориен еквивалент на кислород.
9. Методи за оценка на енергийните разходи на организма. Директна калориметрия. Индиректна калориметрия.
10. Основен обмен. Уравнения за изчисляване на стойността на основната борса. Закон за повърхността на тялото.

Метаболизъм и енергиялежи в основата на всички прояви на жизнената дейност и е набор от процеси на трансформация на вещества и енергия в живия организъм и обмен на вещества и енергия между организма и околната среда.

За да остане жив по време на метаболизъм и енергияосигуряват се пластичните и енергийните нужди на организма. Нуждите от пластмаса се задоволяват за сметка на веществата, използвани за изграждане на биологични структури, а енергийните нужди се задоволяват чрез преобразуване на химическата енергия на хранителните вещества, влизащи в тялото, във високоенергийна (ATP и други молекули) и намалена (NADP H - никотин) амид аденин динуклеотид фосфат) съединения. Тяхната енергия се използва от тялото за синтезиране на протеини, нуклеинови киселини, липиди, както и компоненти на клетъчните мембрани и клетъчните органели, за извършване на клетъчни дейности, свързани с използването на химическа, електрическа и механична енергия.

Метаболизъм и енергия (метаболизъм)в човешкото тяло - набор от взаимосвързани, но многопосочни процеси: анаболизъм (асимилация) и катаболизъм (дисимилация).

Анаболизъм- това е набор от процеси на биосинтеза на органични вещества, клетъчни компоненти и други структури на органи и тъкани. Анаболизмът осигурява растежа, развитието, обновяването на биологичните структури, както и непрекъснатия ресинтез на макроергични съединения и тяхното натрупване.

катаболизъм- това е набор от процеси за разграждане на сложни молекули, компоненти на клетки, органи и тъкани до прости вещества (използвайки някои от тях като предшественици на биосинтеза) и до крайни продукти на метаболизма (с образуването на макроергични и редуцирани съединения) .

Връзката между процесите на катаболизъм и анаболизъмТя се основава на единството на биохимичните трансформации, които осигуряват енергия за всички жизнени процеси и постоянното обновяване на телесните тъкани. Конюгацията на анаболните и катаболните процеси в тялото може да се извърши от различни вещества, но основната роля в тази конюгация се играе от ATP, NADP H. За разлика от други медиатори на метаболитни трансформации, ATP се рефосфорилира циклично и NADP H се възстановява , което осигурява непрекъснатостта на процесите на катаболизъм и анаболизъм.

Осигуряването на енергия за жизнените процеси се осъществява благодарение на анаеробни (безкислородни)и аеробика (с използване на кислород) катаболизъмпротеини, мазнини и въглехидрати, които влизат в тялото с храната. По време на анаеробното разграждане на глюкозата (гликолиза) или нейния резервен субстрат гликоген (гликогенолиза), превръщането на 1 мол глюкоза в 2 мола лактат води до образуването на 2 мола АТФ. Лактатът е междинен продукт на метаболизма. В химичните връзки на неговите молекули е акумулирана значително количество енергия. Енергията, генерирана по време на анаеробния метаболизъм, не е достатъчна за осъществяване на жизнените процеси на животинските организми. Благодарение на анаеробната гликолиза могат да бъдат задоволени само относително краткосрочни енергийни нужди на клетката.

В тялото на животните и хората в процеса аеробен метаболизъморганичните вещества, включително продуктите на анаеробния метаболизъм, се окисляват до крайни продукти - CO2 и H20. Общият брой на ATP молекулите, образувани по време на окисляването на 1 mol глюкоза до CO2 и H20, е 25,5 mol. Когато една мастна молекула се окислява, се образуват повече молове АТФ, отколкото когато една въглехидратна молекула се окислява. И така, когато 1 мол палмитинова киселина се окислява, се образуват 91,8 мола АТФ. Броят на моловете АТФ, образуван по време на пълното окисление на аминокиселините и въглехидратите, е приблизително еднакъв. АТФ играе ролята на вътрешна "енергийна валута" в тялото и акумулатор на химическата енергия на клетките.

Основният източник на възстановителна енергия за реакцията на биосинтеза на мастни киселини, холестерол, аминокиселини, стероидни хормони, прекурсори за синтеза на нуклеотиди и нуклеинови киселини е NADP H. Образуването на това вещество се извършва в цитоплазмата на клетката по време на фосфоглюконатния път катаболизъмглюкоза. При това разделяне се образуват 12 мола NADP H от 1 mol глюкоза.

Процеси на анаболизъм и катаболизъмса в тялото в състояние на динамично равновесие или временно преобладаване на един от тях. Преобладаването на анаболните процеси над катаболните води до растеж, натрупване на тъканна маса, а катаболните - до частично разрушаване на тъканните структури, освобождаване на енергия. Състоянието на равновесно или неравновесно съотношение на анаболизъм и катаболизъм зависи от възрастта. В детството преобладават процесите на анаболизъм, а в старческа възраст - катаболизъм. При възрастните тези процеси са балансирани. Съотношението им също зависи от здравословното състояние, физическата или психо-емоционалната активност, извършвана от дадено лице.

Здравейте скъпи читатели, днес бих искал да говоря за такива важни понятия като анаболизъм, катаболизъм и метаболизъм (метаболизъм). Тъй като всеки вече е чувал за тях, но не всеки знае какво означават. Така че нека разберем какво е то.

Това е набор от химични реакции, които поддържат живота на жив организъм (възпроизводство и растеж). Метаболизмът е разделен на 2 вида: анаболизъм и катаболизъм, така че единият не може да съществува без другия. За да стане по-ясно, помислете за метаболизма на примера на живо същество (човек, животно и т.н.):

В процеса на еволюция живите организми са се научили да оцеляват благодарение на това, че са развили механизъм за натрупване и изгаряне на вътрешна материя (анаболизъм и катаболизъм). Това може да си представите като слънчево захранвано устройство. Има слънце, всичко се върти и върти, а излишната енергия се съхранява в батерии (анаболизъм). Няма слънце, батериите започват да работят (катаболизъм). И ако няма слънце за дълго време, тогава нашият механичен прототип на човешкото тяло ще спре.

Следователно животът е устроен почти така, ако го разглеждаме като първо приближение. Нашето тяло се основава на същия принцип, че дори и след дълъг период на липса на енергия (храна), то няма да се провали. Живите същества са се научили да се самоунищожават частично, като използват освободената енергия, за да продължат да се движат, за да намерят храна. Досега учените не са успели да направят такъв механизъм в лабораторията и вероятно няма да се научат скоро. На природата й трябваше много време, за да направи това...

Анаболизъм и катаболизъм

Сега, когато всичко е приблизително ясно с метаболизма, нека се занимаваме с термините анаболизъм и катаболизъм.

Анаболизмът е процес на създаване (синтез) на нови вещества, клетки и тъкани. Например създаването на мускулни влакна, нови клетки, натрупването на мазнини, синтеза на хормони и протеини.

Катаболизмът е обратен процес на анаболизма, т.е. разграждане на сложни вещества в по-прости и разграждане на тъкани и клетки. Например разграждането (унищожаването) на мазнини, храна и т.н.

Не е нужно да сте визионер, за да разберете, че тези два процеса трябва да се балансират. Следователно само тогава едно живо същество ще може да запази здравето и живота си. В този момент човек може да спре и да се запита защо ми е нужно да знам всичко това? Всичко е толкова добре подредено.

Вярно е, но има неспокойни хора, които наистина искат да нарушат този баланс, за да получат например увеличаване на мускулната маса. Те са готови да прекарват часове в тренировки във фитнес залите, за да увеличат бицепса или наклонения си мускул. За това дори е измислен специален спорт - бодибилдинг. Така че, ако човек, докато практикува, малко си въобразява, че това е едно нещо, което се случва вътре в тялото му, а когато го прави от незнание, това е друго.

Има и много ситуации в живота, които искате да обясните по някакъв начин, за да разберете и да вземете правилното решение. Да вземем прост пример: младо и стройно момиче, яде всичко и не наддава. Минаха няколко десетилетия и изведнъж всичко се промени - тя напълня.

И това се дължи на факта, че с годините метаболитните процеси (метаболизмът) се забавят и това води до натрупване на наднормено тегло, ако не се грижите правилно за себе си (правилно хранене и активен начин на живот). Не всеки обаче прави това, има късметлии, които ядат всичко през целия си живот, не спортуват и остават тънки ...

анаболен стероид

Това са хормонални лекарства, които се използват от спортисти за увеличаване на мускулната маса, но тези лекарства са много опасни за здравето. Тъй като те пречат на анаболния процес, тоест създаването на нови клетки и тъкани, което води до нарушаване на хормоналния фон (хормонална система). В резултат на такава интервенция могат да възникнат здравословни проблеми, като сърце, черен дроб и бъбреци.

Но има и "катаболни" стероиди, които се използват в медицината за лечение на различни тежки заболявания, но се използват и от спортисти за ускорено изгаряне (изсушаване) на мазнини. Те също са вредни и пречат на хормоналната система, действието на такива лекарства е обратното на действието (обратно пропорционално) на анаболните. Затова се занимавайте с „чисти“ спортове без лекарства и бъдете здрави.

Обобщете. Метаболизмът е процес на химични реакции, който поддържа живота (възпроизвеждане и растеж), а метаболизмът се състои от два компонента: анаболизъм (създаване на нови вещества и клетки) и катаболизъм (разграждане на сложни вещества на по-прости). И едното не може да съществува без другото (анаболизъм и катаболизъм), тъй като балансът (равновесието) е живот (хармония). Правете "чисти" спортове без никакви анаболни и катаболни лекарства, които съсипват вашето здраве.

Занимавайте се със спорт, яжте правилно - успех за вас!

В това изчерпателно ръководство ще научите за ролята на анаболизма и катаболизма във физиологичните и хормонални процеси, които влияят на мускулния растеж и загуба.

„Анаболизъм“ и „катаболизъм“ са може би най-често използваните термини в бодибилдинга. Повечето хора обаче не са много добре запознати с процесите, които обозначават, а само знаят, че първият се отнася до синтеза на нови структури, а вторият до тяхното разрушаване.

Като се има предвид горното, много спортисти се фокусират върху подобряването на телесната композиция и мускулната хипертрофия, а изгарянето на мазнини често е основната им цел. Затова ми се струва разумно да се говори за това каква точно роля играят анаболизмът и катаболизмът в тези процеси, както и в работата на организма като цяло.

Това ръководство ще обсъди основните принципи на функциониране на човешката ендокринна система и тяхното влияние върху протеиновия анаболизъм и катаболизъм. Метаболизмът на въглехидратите и мастните киселини ще бъде обсъден в отделна статия, заедно с ролята на анаеробните и аеробните упражнения.

Метаболизмът е един от онези термини, които почти всеки от нас знае и използва, но само малцина разбират какво всъщност означава. В тази глава ще преодолеем пропуските в знанията и ще разберем какво е метаболизъм с прости думи.

Всички живи организми са изградени от най-прости частици - клетки. Да, това означава, че дори примитивните микроорганизми, присъстващи в човешкото тяло, са живи и се състоят от огромен брой (100 трилиона, мисля) клетки, въпреки че много от тях се състоят само от една. Но се отклоних...

В тези клетки непрекъснато протичат химични реакции, съпроводени с поглъщане и освобождаване на енергия. Тези реакции са разделени на два класа, които вече споменахме във въведението - анаболни и катаболни. При първия енергията се използва за изграждане на компонентите на клетките и молекулите, а при втория за разрушаване на сложни структури и вещества.

Следователно, когато говорим за метаболизъм, имаме предвид съвкупността от всички тези физиологични реакции вътре в клетката, които са необходими за поддържане на живота. Много променливи като хормони, физическа активност, наличност на хранителни вещества и енергиен статус влияят на тези процеси, както и кога и как се случват. Засега просто разберете - метаболизмът е много сложна система от реакции в клетките, по време на които се абсорбира и освобождава енергия.

„По време на анаболните реакции се синтезират клетъчни компоненти и молекули, докато в хода на катаболните реакции се случва обратният процес.“

Подобряване на състава на тялото

Целта на повечето спортисти е да подобрят състава на тялото (т.е. да намалят телесните мазнини и/или да увеличат мускулната маса). Проблемът е, че този "противоречив" процес включва както наддаване, така и загуба на тегло. В бодибилдинга и фитнеса много хора стават обсебени от загубата на мазнини и натрупването на мускулна маса едновременно.

Теоретично обаче тези процеси са взаимно изключващи се, тъй като единият изисква енергиен дефицит, а другият енергиен излишък. Така че, когато видя някаква "магическа" програма, която гарантира едновременна загуба на мазнини и изграждане на мускули, се опитвам да стоя далеч от нея, защото това е доста самонадеяно твърдение, което твърди, че преодолява законите на термодинамиката.

Така че идеята за изграждане на мускули и изгаряне на мазнини в същото време е най-добре представена като люлка (дъска на стойка) - ако едната страна се издигне, тогава другата трябва да слезе.

Ето защо традиционният подход на много спортисти, които искат да подобрят състава на тялото, е да редуват периоди на изграждане на мускули и загуба на мазнини. Разговорно тези процеси се наричат ​​съответно "маса" и "сушене". Има и поддържащ период, когато спортистът не качва/губи мускулна маса и мазнини.

Така че нека сега да разгледаме ролята, която анаболизмът и катаболизмът на протеините играят, когато става въпрос за подобряване на състава на тялото.

Изграждане на протеини и скелетни мускули

Скелетната мускулна тъкан е най-големият "склад" на аминокиселини в човешкото тяло. Много бодибилдъри и ентусиасти на здравословния начин на живот обичат да говорят за приема на протеини, главно защото този макронутриент осигурява „градивните елементи“ (аминокиселини), необходими за синтеза на мускулна тъкан.

Хората обаче често тълкуват погрешно информацията по този въпрос. Всъщност протеините са най-важните макромолекули, които играят много важни роли в човешкото тяло. Те са свързани не само със синтеза на мускулна тъкан, но и участват в много други процеси:

• Протеинов метаболизъм на тялото като цяло - синтез и разграждане на протеини във всички органи, включително скелетните и други мускули
• Протеинов метаболизъм в скелетните мускули - протеинов синтез и разграждане, което се случва само в скелетните мускули

Както може би се досещате, когато става дума за подобряване на състава на тялото, ние умишлено изграждаме скелетна мускулна тъкан, а не която и да е друга. Това не означава, че общият протеинов синтез в тялото играе негативна роля (тъй като всъщност той е жизненоважен за съществуването), но прекомерните му нива за определен период от време могат да доведат до уголемяване на органи и здравословни проблеми.

Синтез, разграждане, метаболизъм, анаболизъм, катаболизъм и хипертрофия

• Синтез на мускулен протеин - синтез на протеин, протичащ в скелетната мускулна тъкан
• Разграждане на мускулен протеин - разграждане на протеин, което се случва изключително в скелетната мускулна тъкан
• Протеинов метаболизъм - балансът между протеиновия синтез и разграждането на протеина
• Протеиновият анаболизъм в мускула е състоянието на мускулната тъкан, при което протеиновият синтез надвишава разграждането на протеина и поради което мускулите нарастват по размер.
• Протеиновият катаболизъм в мускулите е състояние на мускулната тъкан, при което разграждането на протеина надвишава неговия синтез и когато мускулите следователно намаляват по размер.
• Хипертрофия - свръхрастеж на тъкан (обикновено се прилага върху мускулите)
• Атрофия - намаляване на мускулния обем, свиване (обратен процес на хипертрофия)

Основни хормони и фактори, свързани с протеиновия анаболизъм и катаболизъм в скелетните мускули

И така, стигнахме до основната тема на това ръководство. Сега е моментът да поговорим за това кои фактори играят най-голяма роля в протеиновия анаболизъм и катаболизъм, което в крайна сметка влияе на състава на тялото. Както споменахме по-рано, по време на анаболни реакции се образуват клетъчни компоненти и молекули, докато по време на катаболни реакции всичко се случва обратното. Нека ви напомня също, че анаболните реакции изискват енергия, а катаболните реакции са придружени от нейното освобождаване. И двата процеса са от голямо значение за изграждането на скелетната мускулна тъкан - един от най-важните аспекти за подобряване на телесния състав.

Ето списък с теми, които ще бъдат обсъдени допълнително:

• Аминокиселинен пул, транспорт и окисление на аминокиселини
• Инсулин
• Инсулиноподобен растежен фактор-1 (IGF-1) и инсулиноподобен растежен фактор-свързващ протеин-3 (IGFBP-3)
• Хормон на растежа
• Андрогенни хормони
• Естрогенни хормони
• Хормони на щитовидната жлеза
• "Хормони на стреса" - глюкокортикоиди, глюкагон и катехоламини

Не забравяйте, че много от хормоните и факторите, обсъдени в това ръководство, си взаимодействат по определени начини помежду си, които е почти невъзможно (или поне непрактично) да се игнорират, особено в ежедневието.

Аминокиселинен пул, транспорт и окисление на аминокиселини

Както беше отбелязано по-рано, мускулната тъкан служи като най-големият "склад" на тялото за аминокиселини, както и за голямо количество протеин. Има 2 основни аминокиселинни пула, които в момента ни интересуват - циркулиращи и вътреклетъчни.

Когато тялото е в състояние на глад (и други катаболни състояния), аминокиселините се освобождават от мускулите в кръвния поток, за да захранват останалите тъкани на тялото. Обратно, когато е необходим протеинов анаболизъм, аминокиселините се транспортират активно от кръвния поток в междуклетъчното пространство на мускулните клетки и се интегрират в протеини (като по този начин синтезират нови).

Тоест, в допълнение към вътреклетъчните аминокиселини, протеиновият синтез/анаболизъм също се регулира частично от транспорта на аминокиселини както в, така и извън мускулните клетки.

При животните (предимно месоядни) аминокиселините осигуряват достатъчно енергия чрез окисляване. Окисляването на аминокиселините до амоняк, последвано от образуването на въглероден скелет, възниква при прекомерен протеин в диетата, гладуване, ограничаване на въглехидратите и/или захарен диабет.

Амонякът се отделя от тялото като урея през бъбреците, докато въглеродните скелети на аминокиселините влизат в цикъла на лимонената киселина за производство на енергия. Някои хора се противопоставят на традиционната "диета на културиста" и твърдят, че високият прием на протеини натоварва бъбреците. Въпреки това, дори приемът на протеин от повече от 4 грама на 1 килограм чиста телесна маса не представлява опасност за хората със здрави бъбреци (въпреки че това е прекомерно количество за повечето естествени спортисти).

„Естрогените повишават нивата на хормона на растежа и IGF-1, което е полезно за протеиновия анаболизъм и антикатаболизма“

Инсулин

Инсулинът е пептиден хормон, произвеждан от панкреаса, главно в отговор на повишаване на нивата на кръвната захар (тъй като действа като регулатор на протеините, пренасящи глюкозата). С рязкото увеличаване на заболеваемостта от диабет тип 2 в Съединените щати, инсулинът, за съжаление, стана известен като почти основния враг на човечеството.

Въпреки това, ако целта ви е да създадете слабо и мускулесто тяло, тогава инсулинът ще ви служи добре. Възползвайте се от неговите анаболни свойства и не го избягвайте на всяка цена, както предлагат много противници на въглехидратите.

Инсулинът е един от най-мощните анаболни хормони в човешкото тяло. Той активира протеиновия синтез в цялото тяло с достатъчно аминокиселинно попълване. Ключовият момент тук е, че състояние на хиперинсулинемия (повишени нива на инсулин) без съпътстващо присъствие на аминокиселини не води до увеличаване на протеиновия синтез в тялото (въпреки че намалява скоростта на разграждане на протеина).

Освен това, докато инсулинът намалява скоростта на разграждане на протеини в тялото, той не модулира убиквитиниращата система, отговорна за регулирането на разграждането на мускулния протеин.

Проучванията показват, че инсулинът не променя директно скоростта на трансмембранния транспорт на повечето аминокиселини, а по-скоро увеличава синтеза на мускулен протеин въз основа на активния вътреклетъчен пул от аминокиселини. Изключение от това правило са аминокиселините, които използват натриево-калиевата помпа (предимно аланин, левцин и лизин), тъй като инсулинът кара скелетните мускулни клетки да се хиперполяризират чрез активиране на тези помпи.

Това предполага, че състоянието на хиперинсулинемия успоредно със състоянието на хипераминоацидемия (повишено съдържание на аминокиселини в плазмата) трябва да бъде достатъчно благоприятно за синтеза на мускулен протеин. Ето защо пациентите с крайно недохранване често получават инжекции с аминокиселини и инсулин.

Резюме:

Инсулинът е анаболен хормон, който насърчава протеиновия синтез в скелетните мускули, но за постигането на този ефект са необходими аминокиселини.

Както беше отбелязано по-горе, състоянието на хиперинсулинемия и хипераминоацидемия ще насърчи синтеза на мускулни протеини и най-добрият начин да ги предизвикате е просто да консумирате протеини и въглехидрати.

Не приемайте обаче, че колкото повече инсулин, толкова по-добре. Проучванията показват, че докато този хормон засилва синтеза на мускулен протеин след хранене, има точка на ситост, където той вече не осигурява по-интензивен отговор.

Много хора смятат, че огромна порция бързи въглехидрати заедно със суроватъчен протеин е идеална за активиране на растежа на мускулния протеин, особено след силова тренировка. Всъщност не трябва да се опитвате да постигнете скок в нивата на инсулин. Бавният, постепенен инсулинов отговор (както се вижда при зареждане с въглехидрати с нисък гликемичен индекс) осигурява същите ползи за синтеза на мускулен протеин като бързия.

Инсулиноподобен растежен фактор-1 (IGF-1) и инсулиноподобен растежен фактор-свързващ протеин-3 (IGFBP-3)

IGF-1 е пептиден хормон, много подобен по молекулярна структура на инсулина, който влияе върху растежа на тялото. Произвежда се главно в черния дроб при свързване на хормона на растежа и действа върху някои тъкани както локално (паракринно), така и системно (ендокринно). По този начин IGF-1 е медиатор на влиянието на растежния хормон и влияе върху растежа и пролиферацията на клетките.

В този контекст също така е важно да се вземе предвид действието на IGFBP-3, тъй като почти целият IGF-1 е свързан с един от 6-те протеинови класа, а IGFBP-3 представлява около 80% от всички тези свързвания.

Смята се, че IGF-1 има ефект върху протеиновия метаболизъм, подобен на инсулина (при високи концентрации), поради способността му да свързва и активира инсулиновите рецептори, макар и в много по-малка степен (около 1/10 от ефекта на инсулина).

Следователно не е изненадващо, че IGF-1 насърчава протеиновия анаболизъм в скелетните мускули и тялото като цяло. Уникалната характеристика на IGFBP-3 е, че предотвратява атрофията на скелетните мускули (т.е. има антикатаболен ефект).

Резюме:

Тъй като IGF-1 и IGFBP-3 стимулират протеиновия анаболизъм и предотвратяват атрофията на скелетните мускули и кахексията, много от вас може би се чудят как да повишат кръвните нива на тези структури?

Е, количеството на IGF-1 и IGFBP-3 (както и хормона на растежа) в кръвта във всеки един момент се влияе от няколко фактора едновременно, включително генетика, джет лаг, възраст, упражнения, хранене, стрес, болест, и етническа принадлежност.

Мнозина могат да приемат, че повишаването на нивата на инсулин ще доведе до последващо увеличение на IGF-1, но това не е така (помнете - инсулинът и IGF-1 са донякъде сходни по структура, но се произвеждат по различен начин). Тъй като IGF-1 в крайна сметка се произвежда от хормона на растежа (приблизително 6-8 часа след навлизане в кръвта), по-разумно е да се съсредоточите върху повишаване на нивото на последния (което ще обсъдим в раздела за хормона на растежа).

И още една забележка. През последните години някои производители на добавки се опитаха да ни убедят, че екстрактът от еленов рог насърчава растежа и възстановяването на скелетните мускули поради високото количество IGF-1, което съдържа. Не вярвайте на тези думи, тъй като IGF-1 е пептиден хормон и когато се приема през устата, той бързо ще се разгради в стомашно-чревния тракт, преди да попадне в кръвта. Поради тази причина диабетиците тип 2 са принудени да си инжектират инсулин (също пептиден хормон), вместо да го приемат под формата на хапчета или други подобни форми.

„Кортизолът често участва в процеса на загуба на мускули, тъй като действа предимно като катаболитен хормон по отношение на неговите метаболитни функции.“

Хормон на растежа

Хормонът на растежа (GH) е пептиден хормон, произвеждан от хипофизната жлеза, който стимулира растежа и възпроизводството на клетките. Ако човек се храни добре, тогава GH предизвиква производството на инсулин в панкреаса, както и IGF-1, веднага щом достигне черния дроб, което впоследствие води до увеличаване на мускулната маса, мастната тъкан и попълване на запасите от глюкоза . По време на гладуване и други катаболни състояния, GH преференциално стимулира освобождаването и окисляването на свободни мастни киселини за използване като източник на енергия, като по този начин запазва чистата телесна маса и запасите от гликоген.

Много „фитнес гурута“ разбират погрешно GH, твърдейки, че той не е анаболен или дори медицински полезен (което звучи доста самонадеяно предвид количеството научни доказателства за този хормон). Всъщност GH има редица анаболни действия, но те са различни от тези на инсулина. GH може да се счита за основен анаболен хормон при стрес и гладуване, докато инсулинът е такъв през препрандиалния период.

Резюме:

GH е много сложен хормон, който днес се изучава активно от учените, тъй като много от неговите свойства остават неясни.

GH е мощен хормон, който стимулира протеиновия синтез и намалява разграждането на протеини в тялото. Вероятно тези ефекти могат да бъдат предизвикани в тъканите на скелетните мускули, както и от повишени нива на IGF-1 (да се надяваме, че изследванията ще се фокусират върху този аспект през следващите години).

В допълнение, GH силно инхибира процеса на окисление и подобрява трансмембранния транспорт на важни аминокиселини като левцин, изолевцин и валин (разклонена верига). Трябва също да се отбележи, че GH е основен фактор, влияещ върху изгарянето на мазнини, тъй като насърчава използването на свободни мастни киселини като източник на енергия.

Както беше отбелязано по-горе в раздела за IGF-1, много променливи влияят върху обема и времето на секрецията на GH. Като се има предвид, че GH се секретира в "пулсов" режим (около 50% от общото дневно производство се случва по време на дълбок сън), разумно е да разгледаме следния списък от неговите стимуланти и инхибитори:

GH стимуланти:

• Полови хормони (андрогени и естрогени)
• Пептидни хормони като грелин и пептиди, освобождаващи растежен хормон (GHRH)
• L-DOPA, прекурсор на невротрансмитера допамин
• Никотинова киселина (витамин B3)
• Агонисти на никотиновите рецептори
• Инхибитори на соматостатин
• Глад
• Дълбок сън
• интензивни упражнения

Инхибитори на производството на GH:

• соматостатин
• хипергликемия
• IGF-1 и GR
• Ксенобиотици
• Глюкокортикоиди
• Някои метаболити на половите хормони като дихидротестостерон (DHT)

„Идеята за изграждане на мускули и изгаряне на мазнини едновременно е най-добре представена като люлка (дъска на стойка) - ако едната страна се издигне, тогава другата трябва да слезе надолу“

Андрогенни хормони

Много от вас вероятно са запознати с термина "анаболни андрогенни стероиди" (AAS), използван често в медиите и фитнес общността. Андрогените наистина са анаболни хормони, които влияят върху развитието на мъжките репродуктивни органи и вторичните полови белези.

В надбъбречните жлези се произвеждат няколко андрогена, но ние ще се съсредоточим само върху тестостерона (произвежда се главно в тестисите на мъжете и яйчниците на жените), тъй като той е основният мъжки полов хормон и най-мощният естествен, ендогенно произведен анаболен стероид.

Има достатъчно доказателства, че тестостеронът играе ключова роля в растежа и поддържането на скелетната мускулна тъкан. Проучванията показват, че употребата на лекарства на основата на тестостерон при мъже с хипогонадизъм причинява доста драматично увеличение на мускулната тъкан, силата на скелетните мускули и синтеза на протеини. Подобен ефект е постигнат при спортисти и нормални здрави хора след прилагане на фармакологични дози от различни андрогени.

Изглежда, че тестостеронът, подобно на хормона на растежа, има анаболен ефект чрез намаляване на степента на окисление на аминокиселините (по-специално левцин) и увеличаване на тяхното усвояване в тялото като цяло, както и от протеините на скелетните мускули.

В допълнение, тестостеронът и хормонът на растежа създават синергичен анаболен ефект, засилвайки техния ефект върху протеиновия синтез в скелетните мускули.

Резюме:

Има много причини защо тестостеронът и другите андрогени са толкова добре разбрани. Ясно е, че тези съединения имат множество анаболни свойства. Тестостеронът е силен инхибитор на окислението на аминокиселините и увеличава протеиновия синтез както в скелетните мускули, така и в тялото като цяло (и също така изглежда има антипротеолитичен ефект). Както при растежния хормон и IGF-1, много фактори играят роля в модулирането на ендогенната секреция на тестостерон. По-долу е даден кратък списък на някои от тях.

Положителни фактори:

• Достатъчно сън
• Намаляване на нивата на мазнини (до известна степен, тъй като мастните клетки отделят ароматаза)
• Интензивни упражнения (особено силови)
• Добавки с d-аспарагинова киселина
• Витамин D добавки
• Въздържание (за около 1 седмица)

Отрицателни фактори:

• затлъстяване
• Липса на сън
• Захарен диабет (особено тип 2)
• Заседнал начин на живот
• Изключително нискокалорична диета
• Продължителни аеробни/кардио упражнения
• Прекомерна консумация на алкохол
• Ксенобиотици

Естрогенни хормони

Естрогените са основните женски полови хормони, които са отговорни за растежа и съзряването на репродуктивните тъкани. В тялото на мъжете те също присъстват, но в много по-ниски концентрации. Има три основни естрогена, произведени по време на стероидогенезата: естрадиол, естрон и естриол. Според ефектите си естрадиолът е около 10 пъти по-мощен от естрона и 80 пъти по-мощен от естриола.

При жените повечето естрогени се произвеждат в яйчниците чрез ароматизиране на андростендион, докато при мъжете се произвеждат в малки количества в тестисите в резултат на ароматизиране на тестостерон в мастните клетки.

За разлика от тези хормони, които вече обсъдихме, естрогените изглежда имат както анаболни, така и катаболни свойства във връзка с протеиновия метаболизъм (главно чрез други хормони в тялото).

Изследванията показват, че естрогените повишават нивата на GH и IGF-1, като и двете са полезни за протеиновия анаболизъм и антикатаболизма. Освен това естрогените задържат вода, което допринася за растежа на клетките и следователно за анаболния процес.

Въпреки това, когато са в излишък, естрогените могат индиректно да предизвикат катаболизъм чрез блокиране на андрогенните рецептори и понижаване на производството на гонадотропин-освобождаващ хормон в хипоталамуса, което в крайна сметка води до намаляване на производството на тестостерон в тялото.

Резюме:

Както при всичко, свързано със здравето и фитнеса, нивата на естроген трябва да бъдат балансирани. Естрогените играят много важни роли в човешкото тяло, включително редица анаболни/антикатаболни ефекти върху протеиновия метаболизъм.

Бъдете внимателни, тъй като излишъкът от естроген (особено при мъжете) обикновено води до намаляване на секрецията и наличността на тестостерон, което предотвратява неговия положителен ефект върху протеиновия метаболизъм.

Ето някои общи съвети, които да ви помогнат да балансирате производството на естроген:

• Хранете се балансирано с достатъчно витамини, минерали и фибри
• Ограничете соята и фитоестрогените на растителна основа
• Ограничете приема на алкохол, тъй като той нарушава способността на черния дроб да метаболизира естрогените
• Упражнявай се редовно
• Поддържайте здравословно телесно тегло, избягвайте поднормено тегло или затлъстяване

Хормони на щитовидната жлеза

Хормоните на щитовидната жлеза са един от основните регулатори на обмяната на веществата, като оказват влияние върху почти всяка клетка в човешкото тяло. Щитовидната жлеза произвежда тироксин (Т4) и трийодтиронин (Т3), докато Т4 е прохормон на Т3. Т3 е около 20 пъти по-мощен от Т4 и следователно се счита за "истинския" хормон на щитовидната жлеза (повечето Т3 идва от дейодирането на Т4).

Данните от изследвания показват, че хормоните на щитовидната жлеза увеличават както синтеза на протеини, така и разграждането им в тялото. В същото време те стимулират последните по-активно, което означава, че имат катаболен ефект.

Като цяло тиреоидните хормони в нормалните физиологични граници играят основна роля в регулирането на протеиновия метаболизъм. Не изглежда да има никаква полза за скелетните мускули или протеиновия анаболизъм при увеличаване на производството на хормони на щитовидната жлеза, за да се постигне състояние на хипертиреоидизъм, което вероятно има катаболен ефект.

Резюме:

Тъй като основната цел на тази статия е да се говори за хормони и фактори, които влияят на метаболизма на протеините, в този раздел не се споменава ролята на хормоните на щитовидната жлеза в процеса на метаболизма на мазнините и въглехидратите. Просто имайте предвид, че катаболното естество на хормоните на щитовидната жлеза означава, че те ще благоприятстват загубата на мазнини поради регулиране на метаболизма (поради което много хора с хипертиреоидизъм са склонни да имат поднормено тегло и/или да изпитват затруднения с наддаването на тегло).

Въпреки това, ако целта ви е да постигнете анаболизъм (особено в скелетните мускули), не трябва да манипулирате нивата на хормоните на щитовидната жлеза. Най-доброто решение за поддържане на правилния протеинов метаболизъм е поддържането на еутироидно състояние (т.е. норма).

"Хормони на стреса" - глюкокортикоиди, глюкагон и епинефрин

Терминът "хормони на стреса" често се използва в литературата за обозначаване на глюкокортикоиди (предимно кортизол), глюкагон и катехоламини (особено епинефрин/адреналин). Това се дължи преди всичко на факта, че секрецията им се стимулира в отговор на стрес (имайте предвид, че стресът не винаги е нещо лошо и не е синоним на думата „проблем“).

Глюкокортикоидите принадлежат към клас стероидни хормони, произвеждани в надбъбречните жлези. Те регулират метаболизма, развитието, имунната функция и когнитивните процеси. Основният глюкокортикоид, произвеждан в човешкото тяло, е кортизолът. Кортизолът е основен хормон, необходим за поддържане на живота, но както много други хормони, твърде много или твърде малко може да бъде пагубно за тялото.

Кортизолът често участва в процеса на загуба на мускули, тъй като той действа предимно като катаболитен хормон по отношение на неговите метаболитни функции. По време на периоди на недохранване / глад поддържа номиналната концентрация на глюкоза в кръвта, като инициира глюконеогенезата. Често това се случва за сметка на разграждането на протеините, за да се използват аминокиселините като субстрат за този процес.

Глюкагонът е пептиден хормон, произвеждан в панкреаса. Той действа главно в посока, обратна на действието на инсулина (например, стимулира освобождаването на глюкоза от черния дроб в кръвта, когато нивото на захарта в последния спадне). Подобно на кортизола, глюкагонът влияе върху глюконеогенезата и гликогенолизата.

Последният хормон в тази "триада" е епинефрин/адреналин (понякога наричан още хормон на страха). Той се произвежда в централната нервна система и надбъбречните жлези и засяга почти всички тъкани на тялото, като действа върху адренорецепторите. Подобно на кортизола и глюкагона, адреналинът стимулира гликогенолизата в черния дроб и мускулите.

В отговор на инжектиране на хормони на стреса, скоростта на протеинов синтез в скелетната мускулна тъкан намалява драстично. Очевидно при продължително излагане на хормони на стреса синтезът на мускулен протеин се нарушава, което води до атрофия на мускулната тъкан.

Трябва също да се отбележи, че адреналинът и кортизолът могат да инхибират секрецията на инсулин и не забравяйте, че инсулинът е анаболен хормон. Според някои проучвания кортизолът инхибира синтеза на IGF-1, което, както вече беше споменато, е контрапродуктивно за протеиновия анаболизъм.

Резюме:

Хормоните на стреса не са „лоши“ и не трябва да се избягват или потискат на всяка цена, тъй като са от съществено значение в много аспекти от живота.

Проучванията показват, че инжекциите на тези хормони насърчават разграждането на протеини в повечето телесни тъкани и стимулират окисляването на аминокиселините. Те могат също така да попречат на протеиновия синтез чрез хронично излагане и пикове на инсулин и IGF-1. Комбинацията от тези действия в крайна сметка води до катаболен ефект.

Въпреки това, не тълкувайте погрешно последното твърдение и приемете, че скоковете в тези хормони (което се случва в резултат на екстремен стрес) са вредни за мускулния растеж. Хормоните на стреса са неразделна част от човешката физиология. Ако имате необичайно високи нива на кортизол, глюкагон и адреналин в кръвта си за дълги периоди от време (например при синдром на Кушинг, хроничен стрес и т.н.), тогава вероятно не трябва да се тревожите за техните пикове, тъй като това е не само неподходящо, но и вредно.

Заключение

Въпреки че тази статия е пълна с научни термини, надявам се, че е хвърлила малко светлина върху основните фактори, които влияят на протеиновия метаболизъм. Това е сложна тема и протеиновият метаболизъм е непрекъснато развиваща се област на изследване, но трябва да бъде анализирана и обсъдена.

Статията не насърчава употребата на споменатите в нея съединения или хормони без разрешение и надзор на квалифициран специалист. Информацията, съдържаща се тук, е предназначена да се използва за манипулиране на нивата на хормоните по ендогенен, а не екзогенен начин.

И накрая, не забравяйте, че много физиологични процеси са много сложни. Важно е винаги да се вземат предвид обстоятелствата и контекста на ситуацията. Непрактично и неразумно е да забравяме значението на личността на даден човек, когато даваме съвети за диета и упражнения.

Това ръководство има за цел да обясни факторите, които влияят на протеиновия метаболизъм и да ви даде, скъпи читателю, информацията, която ще ви помогне да изградите оптималната хранителна програма и начин на живот, необходими за постигане на вашите цели.

13.4.1. Реакциите на цикъла на Кребс са третият етап от катаболизма на хранителните вещества и протичат в митохондриите на клетката. Тези реакции принадлежат към общия път на катаболизма и са характерни за разграждането на всички класове хранителни вещества (протеини, липиди и въглехидрати).

Основната функция на цикъла е окисляването на ацетилния остатък с образуването на четири молекули редуцирани коензими (три NADH молекули и една FADH2 молекула), както и образуването на GTP молекула чрез субстратно фосфорилиране. Въглеродните атоми на ацетилния остатък се освобождават като две молекули CO2.

13.4.2. Цикълът на Кребс включва 8 последователни етапа, като се обръща особено внимание на реакциите на дехидрогениране на субстратите:

Фигура 13.6.Реакции в цикъла на Кребс, включително образуването на α-кетоглутарат

а) кондензация на ацетил-КоА с оксалоацетат, в резултат на което се образува цитрат (фиг. 13.6, реакция 1); така се нарича и цикълът на Кребс цитратен цикъл. В тази реакция метиловият въглерод на ацетиловата група взаимодейства с кетогрупата на оксалоацетата; разцепването на тиоетерната връзка става едновременно. Реакцията освобождава CoA-SH, който може да участва в окислителното декарбоксилиране на следващата молекула пируват. Реакцията се катализира цитрат синтаза, той е регулаторен ензим, инхибира се от високи концентрации на NADH, сукцинил-КоА, цитрат.

б) превръщане на цитрат в изоцитрат чрез междинно образуване на цис-аконитат.Цитратът, образуван в първата реакция на цикъла, съдържа третична хидроксилна група и не може да се окислява в клетъчни условия. Под действието на ензим аконитазаима отделяне на водна молекула (дехидратация) и след това нейното добавяне (хидратация), но по различен начин (фиг. 13.6, реакции 2-3). В резултат на тези трансформации хидроксилната група се премества в позиция, която благоприятства нейното последващо окисление.

в) дехидрогениране на изоцитратпоследвано от освобождаване на молекула CO2 (декарбоксилиране) и образуване на α-кетоглутарат (фиг. 13.6, реакция 4). Това е първата редокс реакция в цикъла на Кребс, водеща до образуването на NADH. изоцитрат дехидрогеназа, който катализира реакцията, е регулаторен ензим, активиран от ADP. Излишъкът от NADH инхибира ензима.

Фигура 13.7.Реакции в цикъла на Кребс, започващи с α-кетоглутарат.

G) окислително декарбоксилиране на α-кетоглутарат, катализирано от мултиензимен комплекс (фиг. 13.7, реакция 5), придружено от освобождаване на CO2 и образуване на втора молекула NADH. Тази реакция е подобна на реакцията на пируват дехидрогеназа. Инхибиторът е реакционният продукт, сукцинил-КоА.

д) субстратно фосфорилиранена ниво сукцинил-КоА, при което енергията, освободена по време на хидролизата на тиоетерната връзка, се съхранява под формата на GTP молекула. За разлика от окислителното фосфорилиране, този процес протича без образуване на електрохимичен потенциал на митохондриалната мембрана (фиг. 13.7, реакция 6).

д) дехидрогениране на сукцинатс образуването на фумарат и молекулата FADH2 (фиг. 13.7, реакция 7). Ензимът сукцинат дехидрогеназа е здраво свързан с вътрешната митохондриална мембрана.

и) фумарат хидратация, в резултат на което в молекулата на реакционния продукт се появява лесно окисляема хидроксилна група (фиг. 13.7, реакция 8).

з) дехидрогениране на малат, което води до образуването на оксалоацетат и третата молекула NADH (фиг. 13.7, реакция 9). Оксалоацетатът, образуван в реакцията, може да се използва повторно в реакцията на кондензация със следващата молекула ацетил-КоА (фиг. 13.6, реакция 1). Следователно този процес е цикличен.

13.4.3. Така в резултат на описаните реакции ацетилният остатък претърпява пълно окисление CH3 -CO-. Броят на ацетил-КоА молекулите, преобразувани в митохондриите за единица време, зависи от концентрацията на оксалоацетат. Основните начини за увеличаване на концентрацията на оксалоацетат в митохондриите (съответните реакции ще бъдат обсъдени по-късно):

а) карбоксилиране на пируват - добавянето на молекула CO2 към пируват с разхода на енергия от АТФ; б) дезаминиране или трансаминиране на аспартат - разцепване на аминогрупата с образуване на кетогрупа на нейно място.

13.4.4. Някои метаболити от цикъла на Кребс могат да се използват за синтезградивни елементи за изграждане на сложни молекули. Така оксалоацетатът може да се превърне в аминокиселината аспартат, а α-кетоглутаратът може да се превърне в аминокиселината глутамат. Сукцинил-КоА участва в синтеза на хема, протетичната група на хемоглобина. По този начин реакциите на цикъла на Кребс могат да участват както в процесите на катаболизъм, така и в анаболизъм, т.е. цикълът на Кребс изпълнява амфиболна функция(вижте 13.1).