Сущность обмена веществ и энергии — Студопедия
План
1. Сущность обмена веществ и энергии.
2. Основной обмен, факторы на него влияющие.
3. Пищевой рацион, диета.
4. Обмен белков.
5. Обмен жиров.
6. Обмен углеводов.
7. Обмен Н2О и минеральных солей.
8. Витамины.
9. Критерии оценки процесса питания.
10. Регуляция обмена веществ и энергии.
Сущность обмена веществ и энергии
Анаболизм (ассимиляция, пластический обмен) – это синтез сложных веществ с затратой энергии. | Метаболизм (обмен веществ и энергии) – это совокупность химических и физических превращений веществ и энергии, происходящих в организме и обеспечивающих его жизнедеятельность. Все реакции осуществляются с помощью ферментов (энзимов). | Катаболизм (диссимиляция, энергетический обмен) – это распад сложных веществ с выделением энергии. |
Таким образом, анаболизм и катаболизм – это два противоположных процесса происходят в организме совместно в течение всей жизни. В детском возрасте преобладает анаболизм, т.к. организм растёт, развивается. По мере старения организма постепенно уменьшается синтез новых веществ и увеличивается распад структурных элементов клеток, что приводит к увеличению катаболических процессов и изменению обмена веществ. Основными веществами, участвующими в обмене веществ являются белки, жиры, углеводы, Н2О, минеральные соли, витамины.
Этапы обмена веществ в организме:
1 этап: расщепление и всасывание белков, жиров и углеводов.
2 этап: окисление питательных веществ, поступивших в клетку с освобождением энергии.
3 этап: выделение продуктов не полного распада с мочой, потом, экскретами сальных желез.
Для жизнедеятельности организма необходима энергия. Постоянное пополнение энергии происходит благодаря приёму пищи. При окислении 1 г жира освобождается 9,3 ккал, 1 г белка и 1 г углевода – по 4,1 ккал. Часть энергии рассеивается в виде тепла, а часть её запасается в виде АТФ. При распаде АТФ выделяется большое количество энергии, которая используется в процессах биосинтеза роста и развития организма. Восстановление молекул АТФ происходит за счёт энергии, освобождающейся при распаде углеводов и других веществ. Соотношение количества энергии, поступающей с пищей и энергии, расходуемой организмом, называется энергетическим балансом.
Энергетический баланс – соотношение количества энергии, поступающей с пищей, и энергии, которая расходуется организмом.
Положительный энергетический баланс
Отрицательный энергетический баланс – расход энергии превышает приход энергии при недостатке питания, т.к. запасы энергобогатых веществ уменьшаются.
В норме энергетический баланс должен быть равновесным.
Количество энергии, расходуемой организмом можно определить, измерив количество тепла, которое выделяется во внешнюю среду.
Сущность обмена веществ с новой точки зрения
Сущность обмена веществ описывается в простом определении, известном всем.
Метаболи́зм, или обме́н веще́ств — набор химических реакций, которые возникают в живом организме для поддержания жизни. Эти процессы позволяют организмам расти и размножаться, сохранять свои структуры и отвечать на воздействия окружающей среды.
Но это определение объясняет сущность обмена веществ с точки зрения современной традиционной науки, которой очень подробно изучены процессы на уровне клеточного обмена. С этой точки зрения весь процесс метаболизма подразделяют на две стадии: катаболизм и анаболизм.
В ходе катаболизма сложные органические вещества деградируют до более простых, обычно выделяя энергию. А в процессах анаболизма — из более простых синтезируются более сложные вещества и это сопровождается затратами энергии.
Но есть и другие точки зрения. Базовые понятия сохраняются. Если о процессе метаболизма сказать просто, то все что поступает в организм должно быть использовано на его строительство и энергию. Поэтому питание и окружающая среда должны быть здоровыми. Только в этом случае тело человека будет здоровым и правильно функционировать.
Но если на процесс метаболизма посмотреть глубже (в прямом и переносном смысле), то станет понятно, что с точки зрения каждого нового слоя знаний, обмен веществ можно увидеть с другой точки зрения.
Свое собственное видение есть и у главного конструктора НПП ООО Гравитон М — Котельникова В.П. Этот взгляд основан на теории спинового вращения частиц вещества.
Сама теория строится на двух процессах:
- Перераспределение вещества и энергии посредство разницы давления в клетке;
- Вихревые процессы, обусловленных спиновым вращением.
Разница давления в клетке живой ткани и межклеточном пространстве является движущей силой веществ из клетки в клетку. Каждый школьник видел этот процесс на уроках биологии средней школы, когда изучал процессы осмоса.
Вихревые процессы — очень тонкий процесс. Увидеть его невозможно, только описать с помощью серьезных математических выкладок и уравнений. Но если попробовать представить этот процесс, то наше воображение может увидеть бескрайний океан, находящийся в постоянном гармоничном движении. И это состояние будет отражать здоровье.
Как только гармония процесса нарушиться — измениться и состояние здоровья. Не в лучшую сторону. Значит необходимо сохранить это состояние гармонии.
Каким образом? Мы помним о том, что все живое имеет матричное строение, которое базируется на водной матрице. Именно законы этой матрицы лежат в основе гравитационной матрицы, которую создал Котельников В. П. и которая используется во всех приборах и аппаратах нашего предприятия.
Посмотрите видео, в котором сам Валерий Петрович рассказывает о своем видении сущности процесса обмена веществ.
Появилось желание купить прибор Аква Лад Гравитон? Посмотрите наши предложения!Что нужно знать о метаболизме
Метаболизм, или обмен веществ, — это процесс превращения калорий потребляемых продуктов в энергию для жизнедеятельности организма. На метаболизм влияет ряд факторов — индивидуальная способность усвоения пищи, диета, уровень физической нагрузки, психоэмоцинальное состояние, сон. Чем размереннее образ жизни, тем стабильнее и правильнее работает ваш обмен веществ. «Наше тело постоянно обновляется, совершает какую-то работу, строятся новые клетки и напрягаются мышцы, для всего этого нужна энергия, которую мы получаем за счет расщепления энергетического топлива (креатинфосфата, гликогена, жиров и аминокислот).
Все это формирует метаболизм, который принято разделять на обмен веществ покоя (базальный — расход энергии в состоянии покоя) и обмен веществ движения (дополнительный — расход энергии при выполнении какой-либо работы)», — объясняет Александр Мироненко, фитнес-директор клуба «Секция».«Метаболизм в биохимическом смысле — это цепочка превращений веществ до того состояния, когда их может принять клетка. Они включают в себя реакции синтеза новых соединений — анаболизм. Например, мышечной ткани из аминокислот. А также реакции распада — катаболизм. Например, окисление жиров до углекислого газа и воды. В организме каждую секунду что-то распадается и создается заново. От 10 до 20 килограммов тканей в теле человека собирается заново за сутки, что поразительно», — рассказывает Екатерина Бузина, врач-эндокринолог клиники Юлии Щербатовой.
Метаболизм у всех разный, потому что мы все очень разные не только по антропометрическим, биохимическим, психологическим, физиологическим параметрам, но и по образу жизни, пищевым и поведенческим привычкам. «На метаболизм влияет здоровье клеток и органов, участвующих в обмене (это печень, почки, поджелудочная железа, желудок, кишечник), состояние ферментной системы и гормональный статус. С возрастом здоровье обычно портится и метаболизм замедляется. При нарушении функций печени, например, хуже выводятся токсины и меньше жира организм может окислить. Нарушения в работе поджелудочной железы ведут к сложностям с усвоением сахара, высокому уровню инсулина и накоплению жировой массы, — говорит Екатерина Бузина. — Метаболизм замедлен, когда при неизменном образе жизни и питании человек вдруг начинает медленно, но неуклонно набирать вес, привычные продукты перестают усваиваться и вызывают неприятные симптомы ЖКТ и аллергические реакции».
«Например, на базальный метаболизм невозможно влиять, это генетика. Ускорить метаболизм можно правильными нагрузками и едой — это кардиотренажеры, плавание, игровые виды спорта, дробное питание, большое количество белка, кофе и зеленый чай», — говорит доктор Леонид Элькин.
Малоподвижный образ жизни, неправильное питание, несоблюдение питьевого режима, плохое настроение часто приводят к низкому уровню обмена вещества. «О нарушении обмена веществ свидетельствует сонливость после еды, состояние тяжести и вздутия живота, постоянное ощущение усталости и бессонница и отсутствие ощущения свежести после сна. Это явные сигналы о том, что пора пересмотреть свой образ жизни», — предупреждает Ксения Трушакова, преподаватель аштанга-йоги и основатель студии Yoga Space.
Не существует понятий быстрый или медленный метаболизм, скорее имеет место индивидуальная способность организма усваивать питательные вещества и выводить продукты жизнедеятельности из организма. «Нормализовать пищеварение и ускорить метаболизм возможно однодневным голоданием на овощных и несладких фруктовых соках раз в одну-две недели. Растительная пища, богатая клетчаткой, пряности и специи, стабильные и регулярные тренировки два-три раза в неделю вроде плавания, бега и йоги благотворно влияют на процесс нормализации пищеварения, — советует Ксения Трушакова. — Очень важно, чтобы тренировки не были изнуряющими, от которых вы „валитесь с ног“, а давали ощущение подъема и энергии и приятную легкую усталость в мышцах, которая бы проходила на следующий день».
«Выбор типа тренировок зависит от уровня подготовленности, состояния здоровья, индивидуальных психологических предпочтений и физических возможностей. Самыми эффективными тренировками для коррекции фигуры, нормализации гормонального фона, снятия стресса и ускорения метаболических процессов в организме принято считать высокоинтенсивные интервальные тренировки (ВИИТ), — рассказывает фитнес-директор клуба «Секция». — Многочисленные научные исследования показывают, что ВИИТ более эффективны для уменьшения процента жировой составляющей тела, способствуют „разгону“ обмена веществ, активируют работу эндокринной системы. Во время ВИИТ сжигается большое количество калорий, но еще больше энергетических трат происходит после занятия».
На метаболизм также положительно влияет коррекция гормонального статуса, важен нормальный уровень железа.
Обмен белков в организме — анализы на белки, симптомы, лечение
directions
Белки являются одними из сложнейших веществ организма и служат основой протоплазмы клеток. В их состав помимо углерода, кислорода, водорода и азота входят и аминокислоты. Последние дают основу для построения молекул белков.
Они играют огромную роль в человеческом организме и отвечают за важнейшие функции: дыхание, выделения, пищеварение, движение, защитную, обеспечивают организм необходимой энергией и восполняют компоненты клетки. Нарушение обмена белка развивается в том случае, если в организм поступает его большее либо меньшее количество. На этой почве могут возникать различные опасные заболевания, поэтому при малейшем подозрении необходимо своевременно сделать все тесты.
Врачи-специалисты
Медицинская сестра
Медицинская сестра эндоскопического кабинета
Врач-терапевт
Медицинская сестра процедурной
Анализ на коронавирус методом ПЦР. Результат в течение 3-х дней
Наши клиники в Санкт-Петербурге
Медицентр Юго-ЗападПр.Маршала Жукова 28к2
Кировский район
- Автово
- Проспект Ветеранов
- Ленинский проспект
Получить подробную информацию и записаться на прием Вы можете по телефону +7 (812) 640-55-25
Анализы на белки
Альбумин является основным белком плазмы крови. Его синтез происходит в печени. Главная задача, которую выполняет альбумин, заключается в поддержании давления плазмы относительно объёма крови. Вместе с этим он осуществляет доставку различных веществ и их депонирование. Его сниженный уровень говорит о протекании в организме патологических процессов.
Белковые фракции – комплексный анализ, позволяющий оценить наличие в плазме крови альбумина и глобулинов. Исследование назначается при патологии почек и печени, онкологических и системных заболеваниях, нарушениях питания, а так же хронических и острых воспалительных заболеваниях.
Креатинин представляет собой конечный продукт обмена белков. Принимает участие в энергетическом обмене тканей. Из организма выводится вместе с мочой, поэтому по анализу можно судить о состоянии почек. Высокий уровень указывает на наличие почечной недостаточности, обезвоживании организма, мясной диете.
Мочевая кислота занимается выведение азота из организма. Нарушение её обмена напрямую связано со сбоем в работе почек.
Мочевина вырабатывается в печени. Во время её синтеза обезвреживается аммиак. Анализ мочевины в крови может выявить наличие множество опасных заболеваний, требующих срочного лечения, таких как: злокачественные опухоли, заболевания почек, ожоги, лейкоз, почечная недостаточность, цирроз, гепатит, печёночная недостаточность.
Общий белок – органический полимер, который состоит из аминокислот. Его определение в плазме крови позволяет судить о заболеваниях почек, печени, нарушении питания и онкологических заболеваниях.
Тимоловая проба позволяет дать характеристику работе печени. Повышение результатов исследования возникает в случаях, когда у человека: гепатит А, малярия, токсический гепатит, вирусные инфекции, цирроз печени.
Во время беременности очень часто встречается отличное от нормы значение анализов на белки в организме.
Какие симптомы нарушения обмена белков?
Различают несколько видов нарушения содержания белков в плазме крови: гиперпротеинемия означает увеличение его количества, а гипопротеинемия – уменьшение. Повышенное содержание белка может быть как наследственным, так и приобретённым заболеванием. При нарушении в обмене нуклеиновых кислот возникает подагра.
Симптомы нарушений обмена белка:
- Избыточное потребление белка может проявляться в виде:
- запора либо поноса;
- отвращения к еде;
- повышенного содержания белков в плазме крови;
- дисбактериоза кишечника;
- Низкое потребление белка может проявляться в виде двух различных заболеваний:
- Квашиоркор – это несбалансированный алиментарный недостаток белка в человеческом организме. К симптомам заболевания можно отнести: отёки, вялость, апатию, низкую массу тела, асцит, задержку развития, иммунодефицит, пониженное содержание белков в крови. Прогноз при возникновении этого заболевания неблагоприятный и очень часто больные умирают. Чаще всего развивается у детей от 1го до 4-х лет. Болезнь возникает из-за дефицита одного либо нескольких питательных веществ. Ещё больше может усугубить положение контакт с инфекцией (например, ВИЧ) или отравление токсинами.
- Алиментарная дистрофия – сбалансированная недостаточность. Симптомы возникновения заболевания: отёки, содержание белка в крови на нижней границе, низкая масса тела, иммунодефицит, повышенное содержание кетоновых тел. Для алиментарной дистрофии нехарактерна задержка физического и умственного развития. В отличие от квашиоркора при дистрофии прогноз для заболевших наиболее благоприятный, однако так же встречаются случаи со смертельным исходом. Наблюдается у детей в возрасте до одного года.
- Для несбалансированного питания, при котором происходит дефицит незаменимых аминокислот, характерна: низкая масса тела, нарушение развития и роста, плохой аппетит. В случае недостаточного содержания в организме какой-либо аминокислоты симптомы могут носить специфический характер, влияющий на различные органы и провоцирующий появление заболеваний.
- Избыточное содержание аминокислот так же плохо влияет на организм. Оно проявляется в виде снижения аппетита и массы тела, нарушения вкусовых рецепторов, а так же питания тканей и органов.
Как лечится нарушение обмена белков?
После точной постановки диагноза лечение назначается специалистом для каждого пациента индивидуально. В случае алиментарной дистрофии в первые дни необходимо соблюдать абсолютный покой. Не должно возникать психических и физических нагрузок. Питание при этом должно быть полноценным, богатым витаминами и белками. Вместе с тем расширение рациона происходит постепенно, чтобы организм смог адаптироваться к новому режиму приёма пищи. Вводятся белковые препараты и назначаются анаболические стероидные гормоны. При подагрическом артрите применяются противовоспалительные препараты.
746,1328,814,860,1272,820
Смерткин Алексей Сергеевич 11. 02.2021 19:40medi-center.ru
Хочу выразить благодарность врачу Саранчину Александру за качественный осмотр и рекомендации в лечении. Успехов Вам, Александр и профессионально развития.
Елизавета 22.11.2020 11:53medi-center.ru
Искренне от всей души хочу поблагодарить врача Азизова Магомеда Алиевича Долгие годы страдала от варикоза вен Не знала к какому врачу обратиться Стала искать в интернете специалистов Мне очень повезло, отличный врач Магомед Алиевич, скорее всего врач от бога И я очень довольна лечением, что попала именно к этому врачу Лечение проходило безболезненно.и аккуратно Все понятно обьяснил, комментировал каждое движение Ответил на все интересующиеся вопросы Спасибо за профессионализм и чуткое отношение к пациентам
Была 21. 06.20 у Гареевой Регины Гумеровны.Хочу поблагодарить ее за проффесионализм,хорошее отношение к пациентам и за здравое рассуждение!Она все подробно объяснила,не пугала и не делала поспешных выводов,как некоторые,а ,наоборот,подбадривала.На вид добрая и спокойная.Всем советую????????
Хотелось бы поблагодарить клинику МедиЦентр на Маршала Жукова 28.Все очень вежливые. Была 12.01.2020г В особенности благодарю врача гениколога Ашота Оганисян Провел беседу, осмотор на кресле, и УЗИ. К моей проблеме отнёсся ответственно. Хороший врач. Спасибо, буду обращаться. Целикова Ольга
Добрый день! Я хотела бы поблагодарить Клинику МедиЦентр (на алее Поликарпова) и ЛОР-врача Ершову Татьяну Викторовну за их работу. К Татьяне Викторовне на приём первый раз попала в 2016 году. С этого момента, при возникновении проблем с горлом или носом, обращаюсь только к Татьяне Викторовне. Всегда внимательное отношение к описанной симптоматике и тщательный осмотр, направления на уточняющие состояние анализы и, как результат, правильное лечение. Спасибо! С уважением, Мария
Здравствуйте! Была в Медицентре на Охтинской аллее 16, в Мурино, прикрепилась по ОМС, потрясающе приятная девушка терапевт Валерия Дмитриевна, прописала лечение, быстро поставила меня на ноги, выписали больничный, все как надо очень быстро без всяких очередей, очень удобно и рядом с домом! Очень вежливый персонал, все очень понравилось! Спасибо!
ОБМЕН ВЕЩЕСТВ И ЭНЕРГИИ
ОБМЕН ВЕЩЕСТВ И ЭНЕРГИИ
Обмен веществ является важнейшей функцией живых организмов и характерным признаком жизни. Сущность его заключается в поступлении в организм из внешней среды различных веществ, в усвоении и изменении их и в выделении образующихся продуктов распада.
Обмен веществ состоит из двух взаимосвязанных противоположных процессов — ассимиляции и диссимиляции.
Ассимиляция, или анаболизм, — это сумма процессов создания живой материи, усвоения веществ, синтеза органических веществ в организме.
Диссимиляция, или катаболизм,-это разрушение живой материи, распад, расщепление веществ, входящих в состав клеточных структур.
Различают три вида обмена веществ: общий, основной и промежуточный.
Общий обмен — это обмен веществ и энергии между организмом и внешней средой, происходящий у животного при обычных условиях его жизни, это обмен веществ в целом, т. е. валовой обмен. При изучении общего обмена учитывают количество питательных веществ в суточном рационе и количество продуктов распада, выделенных из организма с калом и мочой. Для этого проводят так называемые балансовые опыты.
Общий обмен веществ значительно варьирует в зависимости от условий внешней среды, питания, пола, возраста, породы, массы тела, функционального состояния нервной системы и т. д. По существу, почти нет ни одного фактора, который в той или иной степени не влиял бы на характер общего обмена.
Основной обмен — это обмен веществ у животного, находящегося в состоянии покоя, натощак, при оптимальной температуре окружающей среды. При подобных определенных условиях наблюдается минимальный для бодрствующего организма уровень обмена веществ и энергетических трат. Изучение основного обмена у сельскохозяйственных животных затруднено, так как трудно ограничить их движения и освободить пищеварительный тракт от-кормовых масс.
Промежуточный обмен — это совокупность химических изменений веществ в клетках, тканях и органах, сопровождающихся непрерывным обменом питательных веществ и продуктов обмена между кровью и тканями.
В связи с разным физиологическим значением отдельных соединений, участвующих в обмене веществ, последний подразделяется на обмен белков, углеводов, жиров, минеральный, витаминный и водный обмены. Однако следует иметь в виду, что все эти виды обмена веществ происходят в организме одновременно и взаимосвязаны.
← ОБМЕН БЕЛКОВ | ОСОБЕННОСТИ ПИЩЕВАРЕНИЯ У ПТИЦ. → |
---|
Похожий материал по теме:
ФИЗИОЛОГИЯ СИСТЕМЫ КРОВИ Кровь, лимфа и тканевая жидкость образуют внутреннюю среду организма, омывающую все клетки …
ФИЗИОЛОГИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ЖИВОТНЫХ Физиология изучает функции, т. е. процессы жизнедеятельности животного орг…
ФИЗИОЛОГИЯ РАЗМНОЖЕНИЯ И ЛАКТАЦИИ Размножение — это сложный физиологический процесс, обеспечивающий воспроизводство …
ФИЗИОЛОГИЯ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ Нервная система выполняет в организме чрезвычайно важные функции. Она обеспечивает точ…
ФИЗИОЛОГИЯ МЫШЦ Мышцы выполняют в организме животных двигательные функции. Поперечнополосатые скелетные мышцы осущес…
Обмен веществ и энергии в клетке
ОБМЕН ВЕЩЕСТВ. Совокупность биохимических реакций, лежащих в основе жизнедеятельности организмов. Биологический обмен веществ представляет собой процессы превращения веществ внешней среды в вещества живого организма и обратные превращения веществ организма в вещества внешней среды. С другой стороны, это процессы, происходящие внутри организма, в отдельных частях, органах и тканях, и, наконец, процессы превращения веществ в клетке и в отдельных клеточных структурах. Без непрерывного взаимодействия организма с внешней средой, без обмена веществ не может быть жизни. Обмен веществ неразрывно связан с обменом энергии. Важнейшую сторону обмена веществ составляют биохимические процессы, и выяснение химизма отдельных звеньев обмена веществ является одним из путей познания жизни. Благодаря крупным успехам биохимии к настоящему времени в основном раскрыт химизм таких кардинальных звеньев обмена веществ, как дыхание и брожение, фотосинтез, обмен азотистых соединений, жиров, углеводов и органических кислот и многие другие процессы. Выяснено также влияние многих внешних и внутренних факторов на интенсивность и направленность отдельных звеньев обмена веществ, что позволяет путем изменения внешних условий изменять обмен веществ микроорганизмов, растений и животных в желаемом для человека направлении. Процессы обмена веществ делятся на две группы — катаболизм и анаболизм. Катаболизм — это процессы, при которых происходит распад, расщепление сложных органических соединений до белее простых (например, распад белков до аминокислот, крахмала до глюкозы, сахаров до углекислоты и воды т. д.). Анаболизм — это синтетические процессы, при которых образуются более сложные соединения из более простых. При катаболизме происходит выделение энергии, а при анаболизме ее поглощение. Всякое усиление синтетических процессов в организме неизбежно сопровождается усилением процессов распада веществ. [c.204]Клетки являются определенными структурными единицами, содержащими белки, нуклеиновые кислоты и ряд более простых химических веществ, которые отделены от окружающей среды и близлежащих клеток клеточной мембраной, легко проницаемой только для очень маленьких незаряженных частиц. Такая мембрана состоит главным образом из специализированных гидрофобных молекул — липидов, в первую очередь из фосфолипидов и ряда белков, участвующих в обмене веществ, энергии и информации между клеточным содержимым и окружающей средой. Механическая прочность фосфолипидной мембраны невысока, и внешняя поверхность большинства клеток растений и бактерий защищена специальной клеточной стенкой, построенной из полисахаридов или комплекса полимерных соединений, содержащих как полисахариды, так и полипептидные цепи — протеогликаны. Область науки, изучающая клетки, их структуру и функции, традиционно называлась Цитология. В настоящее время ее чаще всего называют Клеточной биологией. [c.20]
Различные клетки многоклеточных организмов отличаются друг от друга, однако каждая растительная клетка имеет общие черты строения и в каждой находятся общие внутриклеточные структуры, выполняющие аналогичные функции. Каждая растительная клетка состоит из цитоплазмы и ядра. Цитоплазма окружена клеточной оболочкой, а ядро — ядерной оболочкой. Цитоплазма — это очень сложная коллоидная система. Дисперсной средой ее служит вода, в которой растворены минеральные соли, сахара, аминокислоты, органические кислоты и многие другие вещества. Во взвешенном состоянии в цитоплазме находятся различные включения и большое число органелл, или структур, разного состава и размера. В последнее время с помощью дифференциального центрифугирования, электронной микроскопии, и других методов исследования удалось установить огромную роль этих структур в обмене веществ и энергии в живых организмах. [c.27]
Образ жизни прокариот состоит в постоянном воспроизводстве своей биомассы. Совокупность протекающих в клетке процессов, обеспечивающих воспроизводство биомассы, называется обменом веществ, или метаболизмом. Клеточный метаболизм складывается из двух потоков реакций, имеющих разную направленность энергетического и конструктивного метаболизма. Энергетический метаболизм — это поток реакций, сопровождающихся мобилизацией энергии и преобразованием ее в электрохимическую (Арн+) или химическую (АТФ) форму, которая затем может использоваться во всех энергозависимых процессах. Конструктивный метаболизм (биосинтезы) — поток реакций, в результате которых за счет поступающих извне веществ строится вещество клеток это процесс, связанный с потреблением свободной энергии, запасенной в химической форме в молекулах АТФ или других богатых энергией соединений. [c.79]
Жиры играют большую роль в процессах жизнедеятельности. Они являются важным источником энергии, способствуют обмену веществ в клетках, защищают внутренние органы от механических повреждений и др. [c.444]
Обмен веществ. Обменом веществ называются биохимические процессы, приводящие к обновлению состава живой клетки. Для их осуществления необходимую энергию клетка получает при биохимических превращениях химических веществ с высокой потенциальной энергией. [c.256]
Важнейшие функции клетки (биосинтетическая и биоэнергетическая) заключаются в метаболизме и биосинтезе, в процессах запасания энергии и ее преобразования в работу. Они неразрывно связаны и могут протекать только в открытой термодинамической системе, которой и является клетка. Реализация этих функций в клетке сопряжена с трансмембранными движениями веществ, ионов и электронов как внутри клетки, так и с обменом веществами между клеткой и внеклеточной средой. Компартментация клетки мембранными структурами обеспечивает пространственно-временную организацию ее органоидов, надмолекулярных и молекулярных комплексов. Это обеспечивает строго согласованное в пространстве и во времени протекание огромного числа (вряд ли его можно выразить конкретно) биохимических и физико-химических процессов в чрезвычайно ограниченном объеме клетки. [c.41]
Обмен веществ включает как синтез, так и распад многих химических соединений в клетках. У животных расщепление компонентов пищи до более простых веществ обеспечивает организм не только энергией, но и химическими соединениями, которые используются затем при синтезе молекул, необходимых для роста. Подобным же образом каждая отдельная клетка любого живого организма синтезирует или поглощает из окружающей среды низкомолекулярные вещества и из них, как из кирпичиков, строит крупные молекулы. В то же время в клетках имеются ферменты, расщепляющие любые синтезированные организмом соединения. В итоге устанавливается стационарное состояние, при котором сложные соединения непрерывно синтезируются в ходе одних процессов и распадаются в ходе других. На этом основана замечательная система самообновления наших тканей. [c.11]
Скорость течения реакций и в целом обмен веществ клетки зависят от состава питательной среды, условий культивирования микроорганизмов п, главное, от потребности клетки в каждый данный момент в энергии (АТФ) [c.37]
Эндотермические процессы ассимиляции питательных веществ, идущие с поглощением энергии, часто называют анаболическими, а экзотермические процессы диссимиляций, связанные с выделением энергии,— катаболическими. Продукты, образующиеся в результате этих процессов, являются метаболитами, а все эти процессы в целом составляют обмен веществ — метаболизм. Синтез клеточных компонентов клетки обеспечивает конструктивный метаболизм, а энергию, необходимую для этих процессов,— энергетический метаболизм. [c.27]
Обмен веществ, кроме того, представляет процессы, идущие 8 организме в целом, между отдельными его органами и тканями, внутри этих органов и тканей, и, наконец, процессы превращения веществ и энергии в клетке и в отдельных клеточных структурах. Важнейшую сторону обмена веществ составляют биохимические процессы выяснение химизма отдельных его звеньев — один из способов познания явлений жизни. [c.7]
Каротиноиды широко распространены в растениях, особенно в листьях и плодах [316] они играют важную роль в обмене веществ в эпителиальных и других растительных клетках. Возможно, что каротиноиды выполняют роль светофильтра в механизме поглощения поверхностью листа лучистой энергии определенной длины волны, необходимой для фотосинтеза органического вещества, и защищают хлорофил от фотоокисления [413, 414]. [c.214]
Роль нуклеотидов в обмене веществ. Нуклеотиды используются не только для построения нуклеиновых кислот. Они выполняют также важную роль в регуляции обмена веществ и энергии в различных органах и тканях. Отдельные нуклеотиды входят в состав трех основных коферментов — НАД, ФАД и КоА-ЗН. Эти коферменты участвуют в превращениях углеводов, жиров, аминокислот и других веществ, а также в окислительно-восстановительных реакциях, связанных с энергообразованием. Такие нуклеотиды, как АТФ, АДФ и др., являются универсальным источником энергии в организме. Молекулы циклических нуклеотидов являются универсальными внутриклеточными регуляторами обмена веществ. Свободные нуклеотиды в клетках образуются в результате их синтеза или при частичном гидролизе нуклеиновых кислот. [c.216]
Клетки, которые выходят из пролиферативного цикла на неограниченное время, оставаясь при этом полностью жизнеспособными, то есть сохраняют способность вернуться к активному обмену и размножению (пролиферации) называют покоящимися. Это наиболее общее определение относится к формам покоя организмов любого уровня эволюционной сложности. Покоящиеся клетки характеризуются особым физиологическим состоянием, которое обеспечивает их способность переживать недостаток питательных веществ и энергии, а также оставаться устойчивыми к повреждающим факторам среды. Этот тип метаболизма, при котором редуцирован обмен веществ клеток с внешней средой и повышена их устойчивость к факторам окружения, предложено называть гипобиозом. [c.88]
Теперь, познакомившись с некоторыми основными законами, которые регулируют обмен энергии в химических системах, мы можем обратиться к рассмотрению энергетического цикла в клетках. Для гетеротрофных клеток источником свободной энергии, получаемой в химической форме, служит процесс расщепления, или катаболизм, пищевых молекул (в основном углеводов и жиров). Эту энергию клетки используют в следующих целях 1) для синтеза биомолекул из молекул-предшественников небольшого размера 2) для выполнения механической работы, например мышечного сокращения, 3) для переноса веществ через мембраны против градиента концентрации и 4) для обеспечения точной передачи информации. Главным связующим звеном между клеточными реакциями, идущими с выделением и с потреблением энергии, служит аденозинтрифосфат (АТР рис. 14-2). При расщеплении высокоэнергетического клеточного топлива часть содержащейся в этом топливе сво- [c.413]
Следствия из него чрезвычайно важны. Обратимся к некоторым из них, но прежде определим, что подразумевается под системой н каковы могут быть ее основные особенности. Системы бывают открытые, закрытые и изолированные. Термин замкнутая означает, что система имеет границы, за которыми находится внешняя среда. Граница может быть как реальной, так и воображаемой. Если система обменивается с внешней средой и энергией и веществом, то она называется открытой (клетка, организм). Если обмен веществом невозможен, но происходит обмен энергией — закрытой (нагреватели или холодильники, химические процессы без улетучивания компонентов). Если исключается обмен энергии и вещества, то система изолированная (но терминологии И. Пригожина). Термодинамическая система — это газ, жидкость, раствор, твердое тело, т. е. любая совокупность очень большого числа частиц. Термодинамика не рассматривает свойства самих частиц и не оценивает реальность существования их в действительности. Поэтому наиболее часто законы термодинамики изучаются на примере идеального газа. Термодинамика исследует макроскопические свойства системы (давление, объем, температуру, электродвижущую силу и т. п.), однако их можно описать, зная микроскопические характеристики вещества, т. е. особенности отдельных молекул. Например, давление— результат ударов молекул о стенки сосуда, а температура — мера средней кинетической энергии поступательного движения частиц. Уравнение (Г 16) связывает макроскопические величины системы с микроскопическими параметрами молекул (молекулярной массой, скоростью движения и пр.). [c.24]
Подобные структуры встречаются во всех клетках, начиная от цитоплазмы амеб вплоть до нервных клеток высших животных и человека, и являются примером замечательной общности важнейших биологических структур на всех ступенях эволюции. Обмен веществ клетки со средой идет при непосредственном участии этих структур. Однако строение мембран в организме гораздо сложнее, так как они часто имеют многослойный или мозаичный характер. В частности, предполагается наличие в мембранах некоторого количества пор (радиусом в 4—8 А) со стенками полярной природы, нарушающих непрерывность двухмерного липоидного слоя и облегчающих перенос в клетку некоторых полярных веществ. Кроме того, избирательный перенос веществ тесно связан с сопряженными процессами обмена веществ, поставляющими энергию для накопления веществ в клетке при более высоких концентрациях, чем в окружающей среде (перенос против градиента концентрации, или активный перенос). [c.190]
Целлюлоза является конденсационным полимером глюкозы, как показано на рис. 39.4. Глюкоза играет важную роль в обмене веществ в организме ббльшая часть наших пищевых продуктов превращается в глюкозу, а сама глюкоза расходуется в реакциях, протекающих в клетке с выделением энергии. Большинство животных организмов пе могут деполимеризовать целлюлозу в глюкозу, но некоторые микроорганизмы (а также улитка) способны это делать. Такие животные, как термиты или травоядные млекопитающие, живущие главным образом на целлюлозе, могут это делать, так как у них в желудке имеются микроорганизмы, способные превращать целлюлозу в глюкозу. Немало исследований посвящено разработке химических методов получения глюкозы из целлюлозы (древесины), однако нехватка пищевых продуктов еще не достигла такой степени, что- [c.350]
Доказано, что под влиянием продолжительного шума в нервных волокнах и клетках могут развиваться патологические изменения, в результате которых наблюдается подавленность настроения, психическая заторможенность и т. п. Шум вызывает замедление психических реакций и ослабление внимания, что сопровождается понижением работоспособности и повышением травматизма. Под влиянием шума может повыситься обмен веществ и трата энергии в человеческом организме. Известные из практики случаи привыкания организма к шумовому воздействию нельзя считать доводом в пользу необходимости развивать у работающих привычку к этому вредному фактору трудовой деятельности. [c.56]
Изучение регуляции обмена показывает необходимость и целесообразность рассмотрения совокупности биохимических превращений в клетке как открытой системы, составленной из сложной сетки многоступенчатых процессов, связанных между собой и со средой благодаря обмену веществом и энергией. Для этого требуется знание характеристик частных ферментных реакций, концентраций субстратов и их продуктов в среде и клетке, промежуточных концентраций реагирующих веществ, кинетики отдельных ферментных систем и т. д. [c.244]
Метаболизмом, или обменом веществ, называется вся сумма целенаправленных реакций, протекающих под действием ферментных систем клетки, которые регулируются различными внешними и внутренними факторами, и обеспечивающих обмен веществом и энергией меж. ду средой обитания и самой клеткой. [c.35]
Азот. В среднем растительная масса содержит около 1,5% азота от своего веса в сухом состоянии, но содержание его в отдельных частях и органах растения различно. Происходит это потому, что не все органические вещества растения содержат азот. Его, например, нет в клетчатке, которая является главной составной частью древесины и волокнистых веществ. Не содержат азота и крахмал, сахар, жир. Но без азота не может существовать и развиваться ни одно растение, так как он входит в состав белка, нуклеиновых кислот и хлорофилла. Без белка же не может возникнуть в растении ни одной живой клетки, а без хлорофилла растения не в состоянии поглощать и использовать энергию солнечных лучей. Нуклеиновые кислоты имеют важное значение в передаче наследственных признаков потомству и в обмене веществ в живом организме. [c.22]
Поступившие в клетку микробов питательные вещества подвергаются в ней сложным превращениям и служат как материалом для синтеза различных органических соединений, входящих в состав клетки, так и источником энергии. Процесс усвоения питательных веществ называют ассимиляцией. Одновременно с ассимиляцией в клетке протекают процессы распада веществ, входящих в состав организма, — диссимиляция. Продукты диссимиляции выделяются в окружающую среду или же частично вновь используются в обмене веществ. [c.8]
В тканях кислород участвует в процессах медленного окисления, в результате которых разрушаются ненужные вещества в клетках и выделяются тепло и другие формы жизненной энергии. Следовательно, кислород, потребляемый живым организмом, тесно связан с физиологическими превращениями в организме, в особенности с мышечной деятельностью. Для измерения количеств потребляемого кислорода и выделяющейся одновременно углекислоты (определение основного обмена) было разработано много методов. На основании этих определений делают важные выводы о происходящих в организме химических реакциях и энергетическом обмене. [c.321]
Поверхностные мембраны клеток в стенках хорионических ворсинок образуют микроворсинки, увеличивающие площадь поверхности, через которую осуществляется обмен веществами путем диффузии, облегченной диффузии, активного транспорта и пиноцитоза. В этих клетках имеются многочисленные митохондрии, поставляющие энергию для активного транспорта и пиноцитоза. Поверхностные мембраны клеток содержат молекулы-переносчики, с помощью которых ворсинки поглощают различные вещества путем активного транспорта. Многочисленные мелкие пузырьки, обнаруживаемые в клетках ворсинок, свидетельствуют о поглощении веществ из крови путем пиноцитоза (см. разд. 5.9.8). [c.93]
Химические соединения в организме объединяются в надмолекулярные комплексы, из которых образуются клеточные органеллы и клетки. Клетка является структурной и функциональной единицей организма, так как только ей присущи все его свойства. Она содержит внутриклеточные органеллы, в которых осуществляется обмен веществ и энергии, синтез новых веществ и многие другие биохимические процессы, обеспечивающие жизнедеятельность всего организма. [c.8]
Благодаря обмену веществ клетки в организме функционируют с наименьшей затратой энергии и веществ. Это осуществляется в результате сбалансированной работы регуляторных систем внутриклеточного метаболизма, таких как внутриклеточная, гормональная и нервная регуляции. [c.36]
Каталитическая. Эту функцию выполняют специфические белки-ферменты (см. главу 6), регулирующие обмен веществ и энергии в организме. Если ферменты не работают в клетке, то биохимические реакции не протекают и живая клетка может погибнуть. [c.229]
Также и в мембранах биологических клеток, чем длиннее путь растворенных веществ во внутрь клетки через мембрану, тем медленнее идет обмен веществ в клетке. Физические упражнения создают нодвпжкп между клетками, образуя тектонические подвижки между ними и этим сокращающая расстояние питательных веществ во внутрь клеткп и этпм ускоряя обмен веществ, т.к. увеличивается градиент концентрации и, соответственно, увеличивается энергия химических веществ. [c.418]
Метаболизм — совокупность биохимических реакций и превращений веществ и энергии в клетках живьк организмов, сопровождающихся обменом веществ между организмами и средой. [c.5]
АДЕНОЗИНТРИФОСФОРНАЯ КИСЛОТА (АТФ). Основное соединение, в котором запасается и переносится энергия, необходимая для осуществления синтетических процессов в обмене веществ, а также для выполнения работы нивыми организмами. В состав АТФ входят остатки аденина, углевода рибозы и три остатка фосфорной кислоты. Энергия, высвобождаемая АТФ, может переноситься почти без потерь на другие соединения или использоваться для синтеза белков, нуклеиновых кислот, углеводов, жиров, витаминов и многих других соединений. Энергия АТФ потребляется также при мышечном сокращении, в нервных клетках и при других видах работы в живых организмах. АТФ в организме образуется из адепозиндифосфорной кислоты (АДФ) и минеральной фосфорной кислоты за счет энергпп, которая выделяется при окислении различных органических веществ в живых клетках или при фотосинтезе за счет световой энергии. Во всех этих процессах энергия, как правило, не теряется, а переходит в особый вид химической энергии, заключенной в фосфатных связях АТФ. При окислении в процессе дыхания грамм-молекулы глюкозы, например, может образоваться до 30 молекул АТФ. [c.14]
Одна из особенностей живых организмов состоит в том, что все они представляют собой открытые системы, которые способны извлекать, преобразовывать и использовать энергию окружающей среды либо в форме органических питательных веществ (хемотрофы), либо в форме энергии солнечного излучения (фототрофы). Обмен энергией в организме тесно связан с обменом веществ (метаболизмом). Метаболизм можно определить как совокупность ферментативных химических реакций, которые могут протекать в клетке. Активность ферментов, катализирующих эти реакции, регулируется с помощью чувствительной системы взаимосвязанных механизмов, поэтому метаболизм представляет собой высококоординированную, целенаправленную клеточную активность. Он выполняет следующие функции [c.189]
Динамическая Б., исследующая превращения веществ в организме, начиная с момента поступления в него питательных веществ вплоть до образовапия выводимых из организма конечных продуктов обмена. Основное содержание динамич. Б. составляет промежуточный (интермедиарный) обмен веществ, связанный с обменом энергии. Промежуточный обмен (метаболизм) приводит, с одной стороны, к переходу питательных веществ в вещества, являющиеся составными химич, частями тела (ассимиляция, анаболизм), а с другой — к распаду входящих в состав тола веществ до конечных продуктов обмена, таких, как вода, углекислый газ, мочевина и т. д. (диссимиляция, катаболизм), В ходе промежуточного обмена процессы синтеза и распада веществ тесно связаны друг с другом, 3) Ф у н к ц и о н а л ь п а я Б., имеющая своей задачей зскрытие химич. основ функциональной деятельности, напр, синтеза специфич. веществ в клетках, выделения различных веществ железами в ходе секреции, химич. механизма мышечного сокращения, нервного возбуждения и торможения, химич. механизма передачи наследственных свойств и т. д. В этой области Б. происходит органич. слияние задач и способов исследования морфологии (изучение структуры), биохимии и биофизики (изуче- [c. 218]
Конструктивный и энергетический обмен. Физиология изучает процессы, протекающие в живом организме, и их закономерности. Современная материалистическая физиология основана на принципе единства организма с окружающей средой. Взаимодействие организма со средой проявляется в обмене веществ и энергии (метаболизм). Он включает в себя два процесса конструктивный обмен (ассимиляция, или анаболизм) и энергетический (диссимиляция, или катаболизм). В основе конструктивного обмена лежат биохимические реакции, в процессе которых усваиваются вещества, поступающие из окружающей среды, и идет создание биомассы клетки. Сущность энергетического обмена заключается в разрушении веществ, содержащихся в организме, преимущественно в результате гидролитических и окислительных процессов, сопровождающихся выделением энергии, необходимой для биосинтеза. Оба процесса в клетке идут одновременно и сочетаются друг с другом. Энергия, полученная клеткой в процессе обмена веществ, акку.мулируется в соединениях, содержащих химические связи, при разрыве которых выделяется большое количество энергии (макроэргические). Часто это соединения с фосфатными связями, например аденозинтрифос-фат (АТФ). По мере надобности эти вещества подвергаются гидролитическому распаду, сопровождающемуся выделением энергии. [c.210]
Аккумулирование энергии в клетках микроорганизмов. Обмен веществ и энергии осуществляется в результате многих ферментативных реакций, сопровождающихся выделением или поглощением энергии. Микроорганизмы обладают способностью аккумулировать энергию в определенных макроэргических соединениях, содержащих химические связи, при разрыве которых выделяется большое количество энергии. Одним из таких аккумуляторов энергии является аденозинтрифосфат (АТФ), который синтезируется из аде-нозиндифосфата (АДФ) путем присоединения остатка фосфорной кислоты. Синтез АТФ осуществляется за счет энергии, выделяющейся при протекании ряда окислительно-восстановительных реакций. Если окисление органических веществ идет ири участии кислорода, то процесс образования АТФ, сопряженный с ним, называется окислительным фосфорилированием. Процесс перехода АДФ в АТФ обратим, и энергия, необходимая для обеспечения биосинтеза, выделяется при отщеплении от молекулы АТФ фосфорной кислоты. Взаимосвязь между реакциями синтеза и разложения АТФ можно показать схематически следующим образом [c.215]
Метаболизм — высокоинтегрированный и целенаправленный процесс, в котором участвует ряд мультиферментных систем, обеспечивающих обмен веществом, и энергией нежду клеткой и средой. Под промежуточным метаболизмом часто понимают всю совокупность ферментативных реакций, происходящих в клетке. [c.112]
В разд. 5.9.8 уже говорилось, что обмен веществами между отдельными клетками и окружающей их средой может происходить пассивно, т. е. за счет процессов диффузии и осмоса, и с затратой энергии — путем активного транспорта, эндоцитоза и экзоцитоза. Внутри клетки вещества перемещаются в основном благодаря диффузии, однако и там известен энергозависимый транспорт, например с токами цитоплазмы. Эти способы переноса обеспечивают достаточную скорость и эффективность обмена на небольщих расстояниях, поэтому одноклеточные организмы и даже многоклеточные с высоким отнощением поверхности тела к его объему не нуждаются в особых транспортных системах. Например, у таких относительно мелких животных, как дождевые черви, обмен дьгхательных газов (кислорода и диоксида углерода) осуществляется путем их диффузии между окружающим воздухом и внутренними органами через наружные покровы тела. [c.97]
Обмен веществ микроорганизмов
Для понимания сложных процессов обмена веществ микроорганизмов необходимо рассмотреть химический состав микробной клетки и арсенал ферментов, которыми она располагает.
Химический состав микробных клеток.
Химический состав микробных клеток тот же, что и у высших растений. В них содержится 75-85 % воды и 15-25 % сухого вещества от общей массы клетки.
Вода является необходимой составной частью клетки — в ней происходят химические процессы, растворяются минеральные и расщепляются сложные органические вещества — белки, углеводы, жиры. Белки и нуклеиновые кислоты имеют наиболее важное значение при размножении и росте клеток. Углеводы в значительных количествах содержатся в клетках дрожжей и грибов. Это полисахариды — гликоген, декстрин, глюкоза. В клетках бактерий углеводов мало.
Жиры и жироподобные вещества (липиды) находятся главным образом в поверхностном слое цитоплазмы. На липиды приходится в среднем 3-7 % сухого вещества клетки (у туберкулезной палочки — 20-40, грибов Эндомицес — 50-60%).
Минеральные вещества содержатся в клетках микроорганизмов в небольших количествах (всего 3-10%), но роль их велика — они влияют на скорость и направление химических реакций. Наиболее важные из них — калий, магний, кальций, железо и др. Содержание в клетках белков, жиров, углеводов и минеральных веществ зависит от вида микроорганизма и условий его существования.
Ферменты микробной клетки.
Ферменты — это сложные органические вещества, катализирующие химические реакции. Клетки вырабатывают (продуцируют) их для осуществления физиологических процессов. В клетке может содержаться много ферментов (у гриба Аспергиллус, например, — около 50), благодаря чему одновременно могут происходить различные химические реакции. Наиболее распространенными ферментами, продуцируемыми микроорганизмами, являются карбогидразы и протеазы.
Карбогидразы — расщепляют крахмал, клетчатку и другие полисахариды при участии воды. Сюда относятся амилазы (расщепляют крахмал до простых углеводов), мальтаза (расщепляет углевод мальтозу), липаза (гидролизует жиры и масла с образованием жирных кислот). Эти ферменты содержит большинство микроорганизмов.
Протеазы катализируют расщепление белков и полипептидов. Эти ферменты продуцируются гнилостными бактериями, плесневыми грибами, актиномицетами.
Каждый фермент обладает специфичностью действия, т. е. может расщеплять лишь определенные соединения. Кроме того, для действия каждого фермента имеются свои кардинальные точки в отношении температуры, рН и других условий.
Метаболизм.
Каждая живая клетка нуждается в постоянном притоке энергии — эту энергию она получает в процессе обмена веществ. Обменом веществ (метаболизмом) называют совокупность всех химических реакций, протекающих в клетке в процессе ее жизнедеятельности.
Метаболизм осуществляется в двух основных направлениях.
Одно из них — строительный обмен. Он необходим живой клетке для биосинтетической деятельности, т. е. для построения клетки, замены изношенных частей, роста и размножения. Необходимый строительный материал клетка получает в виде пищи, поступающей извне. Питательные вещества проникают в микробную клетку двумя путями. Первый — это осмос (диффузия) питательных веществ, из внешней среды, где концентрация их выше, чем в клетке. Движущей силой при этом является разность осмотических давлений между клеткой и внешней средой. Второй путь — это активный перенос питательных веществ в клетку с помощью особых ферментов. В обоих случаях питательные вещества проникают через клеточную мембрану в цитоплазму клетки. Процесс питания является важнейшей физиологической функцией микробной клетки. Сущность процесса питания состоит в том, что под действием ферментов клетки высокомолекулярные органические соединения расщепляются до низкомолекулярных: Сахаров, аминокислот, органических кислот, а из них синтезируются вещества самой клетки микроорганизма: цитоплазма, клеточная стенка, нуклеиновые кислоты и др.
Кроме питательных веществ для строительной биосинтетической деятельности клетка нуждается в энергии. Поэтому второй стороной обмена веществ микроорганизмов является энергетический обмен, т. е. обеспечение клетки энергией. Энергию микроорганизмы получают окислением органических веществ (углеводов, жиров и других энергетических материалов) в процессе дыхания — очень важной физиологической функции. У разных организмов процесс дыхания протекает по-разному в зависимости от их отношения к кислороду. Так, аэробы используют газообразный кислород и получают энергию путем окисления органических веществ (дыхания). Это возможно благодаря наличию в клетках аэробов определенных ферментов — цитохромов. У анаэробов эти ферменты отсутствуют и процесс получения энергии протекает без участия кислорода. По отношению к кислороду анаэробы делятся на три группы. Строгие анаэробы (например, маслянокислые бактерии) вообще не могут жить в присутствии кислорода. Они получают энергию сопряженным окислением — восстановлением субстрата (например, процессы брожения). Факультативные анаэробы (не строгие) в присутствии кислорода используют его для окислительных процессов (для дыхания), а в его отсутствие получают энергию без участия кислорода (дрожжи).
Окислительные процессы анаэробов заключаются в отнятии водорода от окисляемого соединения (дегидрирование). Водород присоединяется к другим веществам (акцепторам водорода). Такой процесс бескислородного дыхания называют брожением. Энергетическим материалом для брожения служат вещества с большим запасом энергии.
Таким образом, питательные вещества расходуются клеткой в двух направлениях: для синтеза веществ тела и для обеспечения организма энергией. Процессы питания и дыхания тесно связаны и осуществляются клеткой одновременно. Они обеспечивают все жизненные функции клетки. Образующиеся при этом продукты обмена выделяются из клетки во внешнюю среду. Обмен веществ показан на схеме 1 ниже.
Схема 1. Обмен веществ у микроорганизмов.
По типу питания микробы делят на две группы: автотрофы и гетеротрофы.
Автотрофы — микроорганизмы, которые синтезируют вещества своего тела из неорганических элементов. Пути для этого синтеза могут быть разными. Одни микроорганизмы, например пурпурные серобактерии, подобно зеленым растениям, используют фотосинтез, но роль хлорофилла выполняют у них другие вещества. Другие энергию для этих синтетических процессов получают в ходе окислительно-восстановительных реакций. При этом донорами электронов служат неорганические вещества, а источником углерода — углекислый газ.
Гетеротрофы — это микроорганизмы, которые нуждаются в готовых органических соединениях, используя в качестве источников углерода углеводы, спирты и органические кислоты, а источников азота — белки и продукты их распада. Подавляющее большинство бактерий, дрожжей и плесневых грибов является гетеротрофами.
Разновидностью этого типа питания являются сапрофиты, которые разлагают органические остатки животного и растительного происхождения и используют их для построения веществ своей клетки и для получения энергии. Эти микроорганизмы разлагают органические вещества в почве и воде. Попадая на пищевые продукты, они вызывают их порчу. Другой разновидностью гетеротрофного типа питания являются паразиты — это микробы, которые используют готовые органические вещества тела хозяина и могут размножаться только в его живых клетках. Микробы-паразиты вызывают заболевания человека, животных и растений и называются болезнетворными (патогенными).
Наука, лежащая в основе метаболизма | Каруна
Я уверен, что у всех нас есть тот момент — когда вы хотите сбрить несколько фунтов и набраться энергии. Вы понимаете, что сделали все, что вам говорили, регулярно занимались спортом, сидели на диете, хорошо спали, практиковали внимательность, и вы не знаете, что еще вы можете попробовать.
Может у вас просто замедленный метаболизм? Все мы знаем, что метаболизм имеет решающее значение для функционирования нашего тела, но это звучит очень научно и трудно для понимания. На самом деле вам не нужно проходить тщательную подготовку в докторантуре или проводить тысячи экспериментов в лабораторном халате, чтобы понять это. Фактически, это упрощенное описание того, как работает ваш метаболизм.
В ореховой скорлупе метаболизм — это сложный процесс, отвечающий за получение энергии из пищи, которую вы едите. Через несколько часов после того, как вы закончили прием пищи, начинается ваше пищеварение. Питательные вещества в вашей еде, например, глазированная брюссельская капуста Longan (мое новое любимое творение), становятся ценным топливом и строительными блоками, необходимыми вашему организму.
Что такое метаболизм?«Это из-за моего метаболизма.«Сколько друзей и членов семьи, как вы слышите, приписывают (или винят) свою стройную фигуру (или проблемы с весом) метаболизмом? Давайте смотреть правде в глаза. Некоторые люди рассматривают свой метаболизм как проклятие, а некоторые считают его благословением. Кто из них вы?
Метаболизм — это в основном набор последовательных биохимических процессов, происходящих в клетках вашего тела. Он превращает молекулы пищи, которую вы едите, в полезную энергию, которая позволяет вам делать все. Думать, читать, писать, просматривать веб-страницы и все остальное, что требует энергии.Ваш метаболизм также поддерживает процессы, которые происходят, когда вы отдыхаете или спите. Чтобы поддерживать здоровье и функционирование клеток, одновременно происходит несколько метаболических реакций.
По сути, ваш метаболизм начался еще при вашем зачатии (когда вы начали жизнь) и останавливается, когда вы умираете. Это постоянный процесс, без которого невозможно жить.
Как работает сложный процесс обмена веществНе беспокойтесь о термине «сложный», я вам его упрощу.Допустим, вы пьете свой любимый смузи (надеюсь, это смузи с пребиотиком Каруна). Пребиотический смузи из цельных растений Karuna наполнен энергией. После его употребления следующая задача вашего тела — расщепить компоненты, такие как все сложные углеводы в вашем смузи. Расщепление этих углеводов высвобождает энергию. Кроме того, клетки вашего тела используют эту энергию для выполнения своих функций.
Когда пища достигает пищеварительной системы, сложные белковые молекулы, называемые пищеварительными ферментами, расщепляют углеводы на сахара (например, глюкозу), жиры на жирные кислоты и белки на аминокислоты.Кстати, в вашем смузи также содержатся натуральный белок и жиры. Оба они также могут использоваться в качестве вторичных источников энергии, когда они вам нужны. Жирные кислоты, аминокислоты и сахара всасываются в кровоток и транспортируются к вашим клеткам.
Внутри ваших клеток больше ферментов связываются с этими соединениями и подвергаются различным химическим реакциям. Эти реакции приводят к высвобождению энергии для немедленного или будущего использования. Большая часть энергии хранится в печени, скелетных мышцах и жировой ткани.
Это оживленная улица с двусторонним движением для вашего метаболизмаВ процессе метаболизма происходит два одновременных действия в противоположных направлениях. Один намеревается накапливать и хранить энергию, а другой намеревается высвобождать энергию для топлива. Первый известен как анаболизм, а второй — катаболизм.
1. Анаболизм
Анаболизм — это строительный метаболический процесс. Это как если бы бодибилдер добавил больше мышц к своему телу.Небольшие соединения собраны в более крупные и сложные молекулы (жир, белок и углевод). Это делается для создания строительных блоков для роста новых ячеек, поддержания существующих ячеек и экономии энергии для будущего использования. Благодаря анаболизму мышцы бодибилдеров растут.
2. Катаболизм
Когда один и тот же бодибилдер идет в спортзал, чтобы поднять тяжести, происходит катаболизм. Катаболизм обеспечивает энергию, необходимую для подъема этих тяжелых грузов. Внутри клеток (в данном случае мышечных клеток) энергия поступает от распада крупных молекул (углеводов, жиров и, наконец, белков).При катаболизме также образуются отходы. Об этом позаботятся ваш кишечник, почки, легкие и кожа.
Как Санта-Клаус и его маленькие помощники (эльфы), ваш метаболизм также получает поддержку и руководство от маленьких помощников, называемых гормонами. Ваша эндокринная система отвечает за производство ваших гормонов. Большинство из них участвуют в ускорении (скорости) и управлении (разрушении или сборке) вашего метаболизма.Примеры этих гормонов включают тироксин и инсулин, которые секретируются щитовидной железой и поджелудочной железой соответственно. Недавние исследования выявили определенные факторы, которые влияют на производство и высвобождение этих гормонов. Результаты этих исследований, безусловно, повлияют на то, как мы рассматриваем и понимаем метаболизм. Будьте на связи!
Ваш BMRBMR обозначает базальную скорость метаболизма. Это показатель того, насколько быстро ваше тело использует (сжигает) энергию во время отдыха.Если у вас высокий BMR, вы сжигаете больше калорий, а если у вас низкий BMR, вы сжигаете меньше калорий. Есть много переменных, которые могут влиять на метаболизм, включая рост, вес, пол, возраст и мышечную массу.
На ваш BMR влияют следующие основные факторы:
- Генетика . Посмотри на своих родителей. Как у них метаболизм?
- Болезни . На способность вашего тела метаболизировать молекулы могут влиять некоторые хронические заболевания, такие как диабет и проблемы с сердцем.
- Состав тела . Если у вас больше мышц, вы сжигаете больше калорий и сохраняете меньше жира.
- Продукты питания и добавки . Есть некоторые продукты и добавки, которые могут ускорить ваш метаболизм.
- Функция щитовидной железы . Если ваша щитовидная железа недостаточно активна, ваш BMR будет медленнее, потому что щитовидная железа вырабатывает гормоны, которые помогают регулировать ваш метаболизм.
Хотя вы не можете полностью изменить свой метаболизм, есть некоторые вещи, которые вы можете сделать, чтобы повлиять на него, включая диетические изменения, устранение дефицита питания, упражнения (особенно тренировки с отягощениями и высокоинтенсивные интервальные тренировки) и обеспечение оптимального функционирования вашей гормональной системы. Есть также определенные продукты, которые могут помочь поддерживать метаболизм, например, продукты, богатые пребиотическими волокнами, о которых я подробнее расскажу в своей следующей статье. Понимание и совершенствование своего метаболизма поможет вам чувствовать себя хорошо и поддерживать оптимальное здоровье.
Антистрессовый эффект BRAND’S ® Essence of Chicken (BEC) на уровень глюкозы в плазме у мышей, испытывающих сдерживающий стресс. Курихара Х. и др. J. Health Sci. 2006; 52: 252-8. | BRAND’S ® Essence of Chicken снижает уровень глюкозы в крови и повышает уровень инсулина у мышей с метаболической дисфункцией, вызванной стрессом. |
Защитный эффект BRAND’S ® Essence of Chicken (BEC) на нарушение энергетического обмена у мышей, испытывающих сдерживающий стресс. Kurihara, H. et al. Дж.Health Sci. 2006; 52: 17-23 | BRAND’S ® Essence of Chicken снижает липиды плазмы, повышает активность липопротеинлипазы у мышей с метаболической дисфункцией, вызванной стрессом. |
Влияние таблеток куриной эссенции на скорость метаболизма в покое Ikeda T. et al. Biosci. Biotechnol. Biochem. 2001; 65: 2083-6. | Уровень метаболизма в состоянии покоя — это количество калорий, которое нам необходимо сжигать, чтобы поддерживать жизненно важные процессы в организме и поддерживать наши органы и ткани в рабочем состоянии.Если у нас более быстрый метаболизм, мы более эффективно сжигаем калории и накапливаем меньше жира. В исследовании, проведенном на 17 здоровых людях, было показано, что куриная эссенция увеличивает скорость метаболизма в состоянии покоя. |
Влияние L-карнозина на гипергликемию, вызванную внутричерепной инъекцией 2-дезокси-D-глюкозы у крыс. Yamano T. et al. Neurosci. Lett. 2001; 313: 78-82. | BRAND’S ® Essence of Chicken снижает высокий уровень сахара в крови, вызванный внутричерепной инъекцией 2-дезокси-D-глюкозы крысам.Было показано, что L-карнозин, один из компонентов куриной эссенции, регулирует вегетативные нервы, что приводит к повышению уровня инсулина в плазме и снижению уровня глюкагона в плазме. |
Большой острый термический ответ на куриную эссенцию у людей. Geissler C. et al. Nutr. Отчеты Int. 1989; 39: 547-56. | Одна бутылка (68 мл) BRAND’S ® Essence of Chicken значительно повысила скорость метаболизма у здоровых людей на 8%. |
(PDF) Защитный эффект BRAND’S Essence of Chicken (BEC) на нарушение энергетического обмена у мышей, испытывающих стрессовую нагрузку
23
No. 1
5) Ариф, AJ, Chandra, S. and Singh, C. (1989)
антиоксидантов как протекторы стрессорного органа хозяина в
у мышей, инфицированных Plasmodium berghei. In-
dian J. Malariol., 26, 173–178.
6) Харада, Э. (1991) Снижение активности панкреатической амилазы
, вызванное воздействием холода, голоданием и
адреналэктомией у крыс.Комп. Biochem. Physiol., A,
98, 333–338.
7) Hulsmann, W. C. и Dubelaar, M. L. (1986) Lipo-
липазы белка и гормоны стресса: исследования с
глюкокортикоидами и токсином холеры. Биохим. Биофиз.
Acta, 875, 69–75.
8) Мюллер, М. Б. и Кек, М. Е. (2002) Генетически
сконструированных мышей для исследования клинико-
связанных со стрессом условий. J. Psychiatr. Res., 36, 53–76.
9) Курихара, Х., Фуками, Х., Koda, H., Tsuruoka, N.,
Sugiura, N., Shibata, H. and Tanaka, T. (2002) Ef-
Влияние чая улун на метаболизм жиров в плазме у
мышей в условиях ограничивающего стресса . Biosci. Biotechnol.
Biochem., 66, 1955–1958.
10) Джексон А. А. (2000) Питательные вещества, рост и развитие запрограммированной метаболической функции
.
Доп. Exp. Med. Биол., 478, 41–55.
11) Мацумура, Ю., Окуи, Т., Оно, Х., Кисо, Ю. и
Танака, Т.(2001) Антигипертензивные эффекты
куриного экстракта против дезоксикортикостерона ацетата —
солевой гипертензии у крыс. Биол. Pharm. Бюл.,
24, 1181–1184.
12) Нагаи, Х., Харада, М., Накагава, М., Танака, Т.
и Гунади, Б. (1996) Влияние куриного экстракта на
восстановление после усталости, вызванной умственной нагрузкой
. Appl. Human Sci., 15, 281–286.
13) Гейсслер, К., Боруманд-Найни, М. и Томассен,
C.(1989) Большая острая тепловая реакция на куриную эссенцию
у человека. Nutr. Rep. Int., 39, 547–556.
14) Икеда, Т., Нисидзима, Ю., Кисо, Ю., Сибата, Х., Оно,
,, Х. и Моритани, Т. (2001) Влияние куриного мяса на метаболические процессы в покое. ставка. Biosci.
Biotechnol. Биохимия, 65, 2083–2086.
15) Сюй, К. Л. и Сим, М. К. (1997) Влияние перорального кормления —
эссенции курицы на уровень 5-
гидроксииндолуксусной кислоты в спинномозговой жидкости
крысы.Int. J. Food Sci. Nutr., 48, 113–117.
16) Сим, М. К. (2001) Сердечно-сосудистые эффекты экстракта
куриного мяса у нормо- и гипертонических крыс
. Br. J. Nutr., 86, 97–103.
17) Grossman, S.H., Mollo, E. and Ertingshausen, G.
(1976) Упрощенный, полностью ферментативный метод определения
триглицеридов сыворотки с помощью анализатора centrifu-
gal. Clin. Chem., 22, 1310–1313.
18) Куроока С. и Китамура Т. (1978) Свойства
липазы сыворотки у пациентов с различными заболеваниями поджелудочной железы
.Анализ с помощью нового метода анализа сывороточной липазы
(метод BALB-DTNB) в сочетании с гель-фильтрацией
и методами изоэлектрофокусирования. J.
Biochem. (Токио), 84, 1459–1466.
19) Лоури, О. Х., Розборо, Н. Х., Фарр, А. Л. и
,Рэндалл, Р. Дж. (1951) Измерения белка с фенольным реагентом
Folin. J. Biol. Chem., 193, 265–275.
20) Мэддок К. и Парианте К. М. (2001) Как стресс
влияет на вас? Обзор стресса, иммунитета,
депрессии и болезней.Эпидемиол. Психиатр. Soc.,
10, 153–162.
21) Джексон А. А. (2000) Питательные вещества, рост и развитие запрограммированной метаболической функции
.
Доп. Exp. Med. Биол., 478, 41–55.
22) Krssak, M., Petersen, KF, Bergeron, R., Price, T.,
Laurent, D., Rothman, DL, Roden, M. и
Shulman, GI (2000) Внутримышечный гликоген и
Использование внутриклеточных липидов во время длительных
Физические упражнения и восстановление у человека: A
13
C и
1
H Nuclear
Исследование магнитно-резонансной спектроскопии.J. Clin.
Эндокринол. Метаб., 85, 748–754.
23) Эдвардс, И.Дж., Голдберг, И.Дж., Паркс, Д.С., Сюй, Х.
и Вагнер, В.Д. (1993) Липопротеинлипаза en-
способствует взаимодействию липопротеинов низкой плотности
с внеклеточным матриксом, полученным из артерий. протеоглы-
банок. J. Lipid Res., 34, 1155–1163.
24) Frühbeck, G., Gómez-Ambrosi, J., Muruzábal, FJ
и Burrell, MA (2001) Адипоцит: модель
для интеграции эндокринных и метаболических сигналов —
в регуляции энергетического метаболизма .Являюсь. J. Physiol.
Эндокринол. Метаб., 280, E827 – E847.
25) Юкиока, Т., Танака, Х., Икегами, К. и Симадзаки,
С. (1996) Свободные радикалы и хирургический стресс. Nippon
Geka Gakkai Zasshi, 97, 716–720.
26) Enerback, S., Semb, H., Tavernier, J., Bjursell, G.
и Olivecrona, T. (1988) Тканеспецифическая регуляция
липопротеинлипазы морских свинок; влияние состояния питания
и фактора некроза опухоли на уровни мРНК
в жировой ткани, сердце и печени. Джин, 64, 97–106.
27) Maingrette, F. и Renier, G. (2003) Лептин увеличивает
секрецию липопротеинлипазы макрофагами: In-
участие окислительного стресса и протеинкиназы
C. Diabetes, 52, 2121–2128.
28) Гейсслер, К., Боруманд-Найни, М., Харада, М.,
Иино, Т., Хираи, К., Сува, Ю., Танака, Т. и Ивата,
С. ( 1996) Куриный экстракт стимулирует восстановление гемоглобина
у крыс с дефицитом железа. Int. Дж.Food Sci.
Nutr., 47, 351–360.
29) Куинн П.Дж., Болдырев А.А. и Формазуйк В.Э.
(1992) Карнозин: его свойства, функции и потенциальные терапевтические возможности
. Мол. Аспекты Мед.,
13, 379–444.
Топ-модель Terra Canis Herbal Heroes — для метаболизма и диеты
Top Model — здоровый способ похудеть
Круглый бок и некрасивые скопления жира: лишний вес становится все более распространенным среди наших питомцев. Причина часто кроется в неблагоприятном сочетании постоянно полной чаши и слишком малого количества упражнений и движений. Избыточный вес влияет на весь опорно-двигательный аппарат. Связки, сухожилия и суставы подвергаются сильной нагрузке. Герой лечебных трав Terra Canis «Топ-модель» поддерживает мягкое похудание и сжигание жира. Такие добавки, как артишоки, береза, тысячелистник и псиллиум, как известно, ускоряют обмен веществ, в то время как льняное семя, апельсин и яблочная клетчатка одновременно помогают наполнить желудочно-кишечный тракт.Дополнительную поддержку оказывают цветы Баха, такие как золототысячник, цикорий или горчица.
Пищевая добавка для собак.
Содержание: 100 г
О Terra Canis HERBAL HEROES
Будь то в Древней Греции, в индийской аюрведической терапии, в учении Хильдегард Бингенской или в традиционной китайской медицине: травы всегда играли важную роль в медицине. Традиция гласит, что люди привыкли учиться использованию лекарственных трав, наблюдая за животными, и таким образом узнали о влиянии этих трав. Примером этого является серна, которая инстинктивно поедает определенную траву, когда ее укусила змея. Эта трава блокирует яд. Также медведи знают, какие травы укрепляют их и дают им энергию после выхода из спячки весной.
На сегодняшний день существует более 250 000 лекарственных трав, известных своим лечебным и укрепляющим действием. Многие из них уже подтверждены научными исследованиями. Западная медицина также все чаще использует натуропатию, сопровождающую классическую медицину.
Herbal Heroes — это первый продукт, содержащий комбинацию лекарственных трав и цветов Баха.Terra Canis представляет собой совершенно новую концепцию продукта в области пищевых добавок и натуропатии. Десять героев Terra Canis нацелены на общие собачьи болезни и жалобы: желудок и кишечник, страх и беспокойство, шерсть и глаза, суставы и кости, иммунная система, сердце и артерии, почки и мочевыводящие пути, метаболизм и диета, дыхательная система и сексуальная дисфункция. Для этих продуктов смешивают травы, известные своими симптомами натуропатии. Соответствующие цветы Баха распыляются на эти смеси и сушатся.
Подходит для собак всех пород и возрастов, как многонедельный режим или как ежедневная пищевая добавка.
Цветы и травы Баха имеют лекарственное качество и регулярно проходят оценку. Разработано ветеринаром и специалистом Европейской академии естественной медицины и медицины окружающей среды.
Увеличьте ваш бета-метаболизм естественным образом | Медицинская клиника Бетани в Нью-Йорке
Метаболизм — это система, которая превращает пищу, которую вы едите, в энергию, которую ваше тело может использовать.Быстрый метаболизм производит энергию более быстрыми темпами, давая вам больше энергии в течение дня и позволяя вам потреблять больше калорий без набора веса.
Самый распространенный совет для ускорения метаболизма — это тренировки: регулярные высокоинтенсивные тренировки, поднятие тяжестей, наращивание мышц, кардио-тренировки и многое другое. Тем не менее, вот восемь других способов естественного ускорения метаболизма, некоторые из которых вы, возможно, уже делаете, даже не осознавая его преимуществ!
1. Ешьте белок при каждом приеме пищи. Для переваривания, усвоения и обработки белка требуется больше калорий, чем для других категорий продуктов. Обмен веществ ускоряется в течение нескольких часов после еды из-за дополнительных калорий.
2. Пейте кофе. Кофе содержит много кофеина. Помимо того, что он помогает вам просыпаться утром, кофеин, как известно, «помогает мобилизовать жиры из жировых тканей и ускоряет обмен веществ» (Healthline). В целом, после чашки кофе на некоторое время ускоряет метаболизм на 3-11%.
3. Пейте зеленый чай. Зеленый чай богат антиоксидантами. Один из них, называемый галлатом эпигаллокатехина (также известный как EGCG), как известно, ускоряет метаболизм. Кроме того, если ваш зеленый чай содержит кофеин, вы получите те же преимущества, что и кофе, но немного меньше из-за меньшей концентрации (Healthline). В целом, после употребления каждой чашки зеленый чай повышает метаболизм на 4-5% в течение часа.
4. Пейте больше холодной воды. Проще говоря, ваше тело должно использовать энергию для питья воды, поэтому питьевая вода ускоряет метаболизм! Если вода холодная, ваше тело должно использовать дополнительную энергию, чтобы довести воду до температуры вашего тела.
5. Ешьте острую пищу. Горячие продукты, например перец, содержат капсаицин, который может ускорить обмен веществ. Когда вы едите что-то острое, вашему телу требуется много энергии, чтобы остыть: вы начинаете потеть, ваше лицо краснеет, вы ищите ближайший стакан воды и делаете что-нибудь еще, чтобы охладить рот. В целом, острая пища может временно повысить ваш метаболизм примерно на 8 процентов (в мин.).
6. Используйте кокосовое масло вместо других кулинарных масел. Кокосовое масло с высоким содержанием жирных кислот со средней длиной цепи, и эти жирные кислоты ускоряют ваш метаболизм больше, чем любые другие жирные кислоты.
7. Хорошо выспитесь. Недостаток сна замедляет метаболизм. Когда вы мало спите, ваше тело перерабатывает инсулин с меньшей скоростью; инсулин отвечает за преобразование сахаров в энергию, которую может использовать ваше тело. Недостаток сна может снизить переработку инсулина более чем на 30% (webmd).
8. Встаньте больше. Ваше тело тратит больше энергии, чтобы стоять, а не сидеть. Стояние вместо сидения сжигают дополнительно 50 калорий в час.Это может показаться не таким уж большим, но если делать это в течение часа или двух в день каждый день, общее количество калорий, сожженных за целую неделю, действительно возрастет.
По сути, ищите небольшие, но простые способы повысить свой метаболизм: выпейте чашку холодной воды утром, постойте на дополнительный час в течение дня, добавьте острый перец в свой обед (если вы можете справиться с жарой).
Если вы ищете другие способы быть здоровыми или хотите поговорить со специалистом в области здравоохранения о составлении плана, учитывающего особенности вас и вашего состояния здоровья, нажмите на ссылку ниже сегодня, чтобы записаться на прием!
Метаболизм и биохимическая передача сигналов — Медицинская школа Дэвида Геффена
Исследователи метаболизма не носят каски, но они строят общую карту, своего рода атлас передачи сигналов раковых клеток — шоссе и переулки, обходные пути и петли обратной связи и соединения, на которые полагаются раковые клетки.
Все это происходит в крошечных масштабах, поскольку Томас Грэбер, доктор философии, исследует, как метаболизм глюкозы, среди других питательных веществ, влияет на биохимическую передачу сигналов в раковых клетках. Он и его коллеги используют подход биологических систем, чтобы раскрыть сеть сигналов, которые реагируют, когда они лишают раковую глюкозу, ее сладкое топливо.Как задержка глюкозы убивает раковые клетки
Грэбер, соруководитель Центра метаболомики Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, обнаружил, что задержка глюкозы активировала метаболическую петлю и петлю амплификации сигналов.В результате раковые клетки умирают от смертельного накопления активных форм кислорода.
Другими словами, раковые клетки усилили передачу сигналов, поскольку они утратили жизнеспособность, что привело к увеличению производства токсичных химикатов.
Поскольку раковые клетки живут на грани того, что метаболически возможно, этот усиливающийся цикл окислительного стресса в конечном итоге подавляет и убивает раковые клетки. В результате исследователи могут использовать агенты, нарушающие этот хрупкий баланс и вызывающие то, что Грэбер называет «метаболической катастрофой».”Расширенные инструменты для измерения передачи сигналов клеток
Гребер, профессор молекулярной и медицинской фармакологии, создал ядро ресурсов, инфраструктуры и передовых инструментов, которые исследователи Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе широко используют даже за пределами исследований метаболизма.
Эти инструменты, такие как фосфопротеомное и метаболомное профилирование на основе масс-спектрометрии с высокой плотностью, позволяют исследователям измерять сотни сигнальных событий, которые происходят одновременно в раковых клетках.
Используя эти измерения, ученые смогли построить диаграмму взаимосвязей «перекрестных помех» внутри раковых клеток.Среди прочего, эта работа может показать, как раковые клетки:
- Переведите метаболизм в гиперпривод, чтобы расти
- Выборочно использовать питательные вещества
- Становятся устойчивыми к лекарственной терапии
Понимание метаболизма и роста клеток
Рак часто кооптирует уже существующие метаболические программы, существующие в клетках, для выполнения специализированных функций. Например, для быстрого роста рака может использоваться метаболическая матрица иммунных клеток.
Однако даже в иммунной системе разные клетки играют разные роли.Каждая клетка имеет свой профиль метаболического роста.
Команда Грэбера хочет выяснить все разнообразные паттерны метаболического роста клеток. Некоторые из известных шаблонов включают:
- Т-клетки-киллеры используют очень эффективную систему для передачи энергии в клетку и построения всех компонентов, необходимых для очень быстрого производства большого количества Т-клеток.
- Некоторые виды рака могут использовать этот шаблон. Другие опухоли включают другие метаболические программы.
- Если лишить глюкозы, раковые клетки могут начать сжигать жирные кислоты.
- С другой стороны, раковые клетки могут предпочесть использование аминокислот.
«Эти закономерности указывают на ранее неизвестные взаимодействия, которые имеют решающее значение для успеха рака. Шаблоны также могут указывать на уязвимости, на которые можно обратить внимание. Мы хотим, чтобы молекулярные данные указали нам, что в конечном итоге можно использовать для остановки измененного метаболизма рака ».
— Доктор Томас Грэбер
По сути, группа Грэбера изучает обратные стороны исследований Хизер Кристофк, доктора философии.Узнайте больше о работе Кристофка с раком и метаболизмом глюкозы.
Узнать о метаболизме глюкозы
Какие продукты увеличивают метаболизм? | Здоровое питание
Майкл Р. Пелузо, доктор философии Обновлено 20 июля 2017 г.
Если вы хотите сбросить несколько фунтов, некоторые из избыточных триглицеридов, хранящихся в ваших жировых тканях, необходимо будет мобилизовать, расщепить и сжечь в качестве топлива. По сути, ваш метаболизм, особенно жировой, может нуждаться в ускорении.Регулярные аэробные упражнения, безусловно, могут помочь стимулировать метаболизм жиров. Добавление в свой рацион некоторых очень распространенных продуктов также может повысить ваш метаболизм и может оказать некоторую помощь в похудании.
Триглицериды и термогенез
Первый шаг в метаболизме триглицеридов в жировых тканях может быть инициирован, когда центральная нервная система стимулирует производство химических веществ, называемых адренергическими гормонами, которые запускают распад триглицеридов на жирные кислоты.Высвободившиеся жирные кислоты затем могут сжигаться в качестве топлива в процессе, называемом бета-окислением. Специализированный процесс, называемый термогенезом, может забирать энергию бета-окисления и рассеивать ее в виде тепла. Для термогенеза требуется тип белков, называемых разобщающими белками, которые предотвращают накопление энергии, полученной из жирных кислот, в ваших тканях в виде молекулы, называемой АТФ.
Omega-3 Fatty Acid Foods
Омега-3 жирные кислоты препятствуют накоплению триглицеридов в жировых тканях и ненадлежащему удержанию триглицеридов в таких тканях, как мышцы и печень.Семейство длинноцепочечных полиненасыщенных жирных кислот омега-3 стимулирует процесс бета-окисления жирных кислот, и в то же время жиры омега-3 подавляют выработку жирных кислот и триглицеридов из избыточных пищевых углеводов. Жирные кислоты омега-3 также стимулируют термогенез, увеличивая выработку разобщающих белков. Фактически, триглицериды направляются на использование для производства топлива и тепла. Богатые источники омега-3 жирных кислот включают грецкие орехи, соевые продукты, лосось, сельдь, сардины, устрицы и яйца кур, которых кормили льняным семенем.
Перец чили
Если вы хотите немного увеличить огонь, попробуйте добавить в свой рацион немного перца чили. Острый перец чили содержит соединение под названием капсаицин, которое вызывает острое ощущение жжения во рту. Существует также не острый особый сорт чили под названием C-19 Sweet, который не содержит капсаицина, но содержит родственные соединения, называемые капсиноидами. Проглоченный капсаицин и капсиноиды взаимодействуют с типом сенсорных рецепторов в кишечнике, называемых рецепторами капсаицина, которые связаны с вашими жировыми тканями через нервные волокна.