Vsebina
- Pregled presnove
- Podlage presnove
- Kaj je anabolični metabolizem?
- Kaj je katabolična presnova?
- Ohranjanje ravnovesja anabolične in katabolične presnove
- Fizična vadba: rast mišic in izguba maščobe
Celice so najmanjše enote živih bitij, ki se ponašajo z vsemi lastnostmi, povezanimi z življenjem. Ena od teh značilnosti je presnovoali uporaba molekul ali energije, zbrane iz okolja, za izvajanje biokemičnih reakcij, ki so potrebne, da ostanemo živi in se na koncu razmnožimo.
Presnovne procese, ki jih pogosto imenujemo presnovne poti, lahko razdelimo na tiste, ki so anaboličniali ki vključujejo sintezo novih molekul in tistih, ki so katabolični, ki vključujejo razpad obstoječih molekul.
Anabolični procesi govorijo o gradnji hiše in nadomeščanju stvari, kot so okna in žlebovi, po potrebi, katabolični procesi pa pomenijo, da se dotrajani ali zlomljeni kosi hiše lahko zalepijo. Če bodo to potekali skladno s pravim tempom, bo hiša obstajala v čim bolj stabilnem stanju, vendar nikoli pasivno.
Pregled presnove
Celice in tkiva, ki jih tvorijo, nenehno doživljajo "dvosmerni" metabolizem, kar pomeni, da medtem, ko nekatere stvari tečejo v anabolični smeri, druge gredo v nasprotno smer.
To je morda bolj očitno na ravni celih organizmov: Če pregorevate skozi glukoza medtem ko pojete, da vas dojame vaš pes (katabolični postopek), se papir, ki ga razrežete na roki dan prej, še naprej zaceli (anabolični postopek). Toda enaka dihotomija deluje v posameznih celicah.
Celične reakcije katalizirajo posebne globularne molekule beljakovin encimi, ki po definiciji sodelujejo v kemičnih reakcijah, ne da bi se na koncu sami spremenili. Zelo pospešijo reakcije - včasih tudi za faktor, ki jih presega tisoč - in tako delujejo kot katalizatorji.
Anabolične reakcije ponavadi zahtevajo vnos energije in so zato endotermični (ohlapno prevedeno, "toplota v notranjost"). To je smiselno; ne morete gojiti ali graditi mišic, če ne jeste, s tem da vnos hrane običajno zmanjšate na intenzivnost in trajanje določene aktivnosti.
Katabolične reakcije so ponavadi eksotermična ("toplota na zunaj") in sprosti energijo, ki jo večji del celice izkoristi v obliki adenozin trifosfata (ATP) in uporablja za druge presnovne procese.
Podlage presnove
Sestavljeni so glavni strukturni elementi telesa in molekule, ki jih potrebuje za gorivo ter rast in nadomestitev tkiv monomereali majhne ponavljajoče se enote v večji celoti, imenovane a polimer.
Te enote so lahko enake, kot pri molekulah glukoze, razporejenih v dolge verige skladiščnega goriva glikogenali pa so si podobni in imajo "okuse", kot pri nukleinskih kislinah in nukleotidih, ki jih sestavljajo.
Tri glavne makronutrient razredi makromolekul v prehrani ljudi, imenovani ogljikovi hidrati, beljakovine in maščobe, vsak je sestavljen iz svoje vrste monomera.
Glukoza je temeljni substrat vsega življenja na Zemlji in vsaka živa celica jo lahko presnovi za energijo. Kot je navedeno, se molekule glukoze lahko povežejo v "verige", da tvorijo glikogen, ki ga pri ljudeh najdemo predvsem v mišicah in jetrih. Beljakovine so sestavljene iz monomerov, ki so bili sestavljeni iz vrečke 20 različnih aminokislin.
Maščobe niso polimeri, saj so sestavljene iz treh maščobnih kislin, povezanih s "hrbtenico" tri-ogljikove molekule glicerol. Ko rastejo ali se krčijo, se to zgodi z dodajanjem ali odstranjevanjem atomov na koncih verig maščobnih kislin, prej kot velika črka "E", pri čemer navpični del ostane enake velikosti, vodoravne palice pa se spreminjajo po dolžini.
Kaj je anabolični metabolizem?
Razmislite o tem, da bi dobili škatlo z gradbenimi igračami neomejene velikosti. Številni so identični, razen po svoji barvi; druge so različnih velikosti, vendar jih je mogoče združiti; drugi pa niso namenjeni povezavi ne glede na konfiguracijo, ki ste jo izbrali. Ustvarite lahko enake konstrukte, ki vključujejo recimo tri do pet kosov, in jih medsebojno povežete tako, da so stičišča teh konstrukcij enaka.
To je v bistvu anabolični metabolizem v akciji. Posamezne skupine od tri do pet kosov igrač predstavljajo "monomere", končni izdelek pa je analogen "polimeru". In v celicah encimi vodijo postopek, namesto da bi vaše roke ločevale koščke. V obeh primerih je ključni vidik vnos energije za ustvarjanje molekul večje zapletenosti (in običajno tudi večje velikosti).
Primeri anaboličnih procesov poleg sinteze beljakovin vključujejo tudi glukoneogeneza (sinteza glukoze iz različnih zgornjih substratov), sinteza maščobnih kislin, lipogeneza (sinteza maščob iz maščobnih kislin in glicerola) in tvorba sečnina in ketonska telesa.
Kaj je katabolična presnova?
Večino časa katabolični procesi na ravni posameznih reakcij niso zgolj ustrezne anabolične reakcije, ki tečejo vzvratno, čeprav so mnoge enake. Običajno sodelujejo različni encimi.
Na primer prvi korak v glikoliza (katabolizem glukoze) je dodajanje fosfatne skupine glukozi, vljudno z encimom hekokinaza, da tvorijo glukozo-6-fosfat. Toda zadnji korak glukoneogeneze, odstranitev fosfata iz glukoze-6-fosfata v tvorbo glukoze, katalizira glukoza-6-fosfataza.
Drugi vitalni katabolični procesi se odvijajo v telesu glikogenoliza (razpad glikogena v mišicah ali jetrih), lipoliza (odstranitev maščobnih kislin iz glicerola), beta oksidacija ("kurjenje" maščobnih kislin) in razgradnjo ketonov, beljakovin ali posameznih aminokislin.
Ohranjanje ravnovesja anabolične in katabolične presnove
Za ohranjanje telesnega usklajenosti s potrebami v realnem času je potrebna velika odzivnost in usklajenost. Hitrost anaboličnih in kataboličnih reakcij je mogoče nadzorovati s spreminjanjem količine encima ali substrata, mobiliziranega na določen del celice, ali z inhibicija povratnih informacij, pri čemer kopičenje proizvoda signalizira reakcijo navzgor proti toku, da poteka počasneje.
Tudi, kar je pomembno, s stališča holističnega metabolizma metabolizma, lahko podlage z ene makronutrientne poti preusmerimo v drugo po potrebi.
Primer te integracije poti je, da lahko aminokislini alanin in glutamin poleg gradnika beljakovin vstopata tudi v glukoneogenezo. Da bi se to zgodilo, morajo izločati dušik, ki ga upravljajo encimi, imenovani transaminaze.
Fizična vadba: rast mišic in izguba maščobe
Fizična pripravljenost je glavna skrb javnosti v državah, kjer imajo ljudje pogosto razkošje neobvezne vadbe.
Veliko pogostih načinov je močno usmerjeno v smeri enega ali drugega postopka, na primer dvigovanje uteži za izgradnjo mišične mase (anabolične vaje) ali uporaba eliptičnega trenerja ali tekalne steze za "kardio" in izpuščanje vitke ali maščobne telesne mase (ali telesa teža) za hujšanje (katabolične vaje).
En primer obeh sistemov v akciji je maratonski tekač, ki se pripravlja in teče 42,2 km (26,2 kilometra) dirko. Teden prej se veliko ljudi namerno napolni s hrano, bogato z ogljikovimi hidrati, medtem ko se spočije zaradi truda.
Zaradi vsakodnevnih tekaških treningov in nenehne potrebe po nadomeščanju kataboliziranega goriva imajo ti športniki visoko raven aktivnosti encima glikogen sintaza, ki omogoča njihovim mišicam in jetrom sintetizirati glikogen z nenavadno avidnostjo.
Med maratonom se ta glikogen pretvori v glukozo, da tekače napolni več ur, čeprav ti športniki po navadi ves čas privzemajo vire glukoze (npr. Športne pijače) in tako preprečijo, da bi "udarili v steno".