Обмен веществ (метаболизм) - это совокупность всех химических реакций, которые происходят в организме. Все эти реакции делятся на 2 группы
1. Пластический обмен (ассимиляция, анаболизм, биосинтез) - это когда из простых веществ с затратой энергии образуются (синтезируются) более сложные. Пример:
- При фотосинтезе из углекислого газа и воды синтезируется глюкоза.
2. Энергетический обмен (диссимиляция, катаболизм, дыхание) - это когда сложные вещества распадаются (окисляются) до более простых, и при этом выделяется энергия , необходимая для жизнедеятельности. Пример:
- В митохондриях глюкоза, аминокислоты и жирные кислоты окисляются кислородом до углекислого газа и воды, при этом образуется энергия (клеточное дыхание)
Взаимосвязь пластического и энергетического обмена
- Пластический обмен обеспечивает клетку сложными органическими веществами (белками, жирами, углеводами, нуклеиновыми кислотами), в том числе белками-ферментами для энергетического обмена.
- Энергетический обмен обеспечивает клетку энергией. При выполнении работы (умственной, мышечной и т.п.) энергетический обмен усиливается.
АТФ – универсальное энергетическое вещество клетки (универсальный аккумулятор энергии). Образуется в процессе энергетического обмена (окисления органических веществ).
- При энергетическом обмене все вещества распадаются, а АТФ - синтезируется. При этом энергия химических связей распавшихся сложных веществ переходит в энергию АТФ, энергия запасается в АТФ .
- При пластическом обмене все вещества синтезируются, а АТФ - распадается. При этом расходуется энергия АТФ (энергия АТФ переходит в энергию химических связей сложных веществ, запасается в этих веществах).
Выберите один, наиболее правильный вариант. В процессе пластического обмена
1) более сложные углеводы синтезируются из менее сложных
2) жиры превращаются в глицерин и жирные кислоты
3) белки окисляются с образованием углекислого газа, воды, азотсодержащих веществ
4) происходит освобождение энергии и синтез АТФ
Ответ
Выберите три варианта. Чем пластический обмен отличается от энергетического?
1) энергия запасается в молекулах АТФ
2) запасенная в молекулах АТФ энергия расходуется
3) органические вещества синтезируются
4) происходит расщепление органических веществ
5) конечные продукты обмена - углекислый газ и вода
6) в результате реакций обмена образуются белки
Ответ
Выберите один, наиболее правильный вариант. В процессе пластического обмена в клетках синтезируются молекулы
1) белков
2) воды
3) АТФ
4) неорганических веществ
Ответ
Выберите один, наиболее правильный вариант. В чем проявляется взаимосвязь пластического и энергетического обмена
1) пластический обмен поставляет органические вещества для энергетического
2) энергетический обмен поставляет кислород для пластического
3) пластический обмен поставляет минеральные вещества для энергетического
4) пластический обмен поставляет молекулы АТФ для энергетического
Ответ
Выберите один, наиболее правильный вариант. В процессе энергетического обмена, в отличие от пластического, происходит
1) расходование энергии, заключенной в молекулах АТФ
2) запасание энергии в макроэргических связях молекул АТФ
3) обеспечение клеток белками и липидами
4) обеспечение клеток углеводами и нуклеиновыми кислотами
Ответ
1. Установите соответствие между характеристикой обмена и его видом: 1) пластический, 2) энергетический. Запишите цифры 1 и 2 в правильном порядке.
А) окисление органических веществ
Б) образование полимеров из мономеров
В) расщепление АТФ
Г) запасание энергии в клетке
Д) репликация ДНК
Е) окислительное фосфорилирование
Ответ
2. Установите соответствие между характеристикой обмена веществ в клетке и его видом: 1) энергетический, 2) пластический. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующим буквам.
А) происходит бескислородное расщепление глюкозы
Б) происходит на рибосомах, в хлоропластах
В) конечные продукты обмена – углекислый газ и вода
Г) органические вещества синтезируются
Д) используется энергия, заключенная в молекулах АТФ
Е) освобождается энергия и запасается в молекулах АТФ
Ответ
3. Установите соответствие между признаками обмена веществ у человека и его видами: 1) пластический обмен, 2) энергетический обмен. Запишите цифры 1 и 2 в правильном порядке.
А) вещества окисляются
Б) вещества синтезируются
В) энергия запасается в молекулах АТФ
Г) энергия расходуется
Д) в процессе участвуют рибосомы
Е) в процессе участвуют митохондрии
Ответ
4. Установите соответствие между характеристиками обмена веществ и его видом: 1) энергетический, 2) пластический. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) репликация ДНК
Б) биосинтез белка
В) окисление органических веществ
Г) транскрипция
Д) синтез АТФ
Е) хемосинтез
Ответ
5. Установите соответствие между характеристиками и видами обмена: 1) пластический, 2) энергетический. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) запасается энергия в молекулах АТФ
Б) синтезируются биополимеры
В) образуются углекислый газ и вода
Г) происходит окислительное фосфорилирование
Д) происходит репликация ДНК
Ответ
Выберите три процесса, относящихся к энергетическому обмену веществ.
1) выделение кислорода в атмосферу
2) образование углекислого газа, воды, мочевины
3) окислительное фосфорилирование
4) синтез глюкозы
5) гликолиз
6) фотолиз воды
Ответ
Выберите один, наиболее правильный вариант. Энергия, необходимая для мышечного сокращения, освобождается при
1) расщеплении органических веществ в органах пищеварения
2) раздражении мышцы нервными импульсами
3) окислении органических веществ в мышцах
4) синтезе АТФ
Ответ
Выберите один, наиболее правильный вариант. В результате какого процесса в клетке синтезируются липиды?
1) диссимиляции
2) биологического окисления
3) пластического обмена
4) гликолиза
Ответ
Выберите один, наиболее правильный вариант. Значение пластического обмена – снабжение организма
1) минеральными солями
2) кислородом
3) биополимерами
4) энергией
Ответ
Выберите один, наиболее правильный вариант. Окисление органических веществ в организме человека происходит в
1) легочных пузырьках при дыхании
2) клетках тела в процессе пластического обмена
3) процессе переваривания пищи в пищеварительном тракте
4) клетках тела в процессе энергетического обмена
Ответ
Выберите один, наиболее правильный вариант. Какие реакции обмена веществ в клетке сопровождаются затратами энергии?
1) подготовительного этапа энергетического обмена
2) молочнокислого брожения
3) окисления органических веществ
4) пластического обмена
Ответ
1. Установите соответствие между процессами и составляющими частями метаболизма: 1) анаболизм (ассимиляция), 2) катаболизм (диссимиляция). Запишите цифры 1 и 2 в правильном порядке.
А) брожение
Б) гликолиз
В) дыхание
Г) синтез белка
Д) фотосинтез
Е) хемосинтез
Ответ
2. Установите соответствие между характеристиками и процессами обмена веществ: 1) ассимиляция (анаболизм), 2) диссимиляция (катаболизм). Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) синтез органических веществ организма
Б) включает подготовительный этап, гликолиз и окислительное фосфорилирование
В) освобожденная энергия запасается в АТФ
Г) образуются вода и углекислый газ
Д) требует энергетических затрат
Е) происходит в хлоропластах и на рибосомах
Ответ
Выберите два верных ответа из пяти и запишите цифры, под которыми они указаны. Обмен веществ – одно из основных свойств живых систем, он характеризуется тем, что происходит
1) избирательное реагирование на внешние воздействия окружающей среды
2) изменение интенсивности физиологических процессов и функций с различными периодами колебаний
3) передача из поколения в поколение признаков и свойств
4) поглощение необходимых веществ и выделение продуктов жизнедеятельности
5) поддержание относительно-постоянного физико-химического состава внутренней среды
Ответ
1. Все приведенные ниже термины, кроме двух, используются для описания пластического обмена. Определите два термина, «выпадающих» из общего списка, и запишите цифры, под которыми они указаны.
1) репликация
2) дупликация
3) трансляция
4) транслокация
5) транскрипция
Ответ
2. Все перечисленные ниже понятия, кроме двух, используют для описания пластического обмена веществ в клетке. Определите два понятия, «выпадающих» из общего списка, и запишите цифры, под которыми они указаны.
1) ассимиляция
2) диссимиляция
3) гликолиз
4) транскрипция
5) трансляция
Ответ
3. Перечисленные ниже термины, кроме двух, используются для характеристики пластического обмена. Определите два термина, выпадающих из общего списка, и запишите цифры, под которыми они указаны.
1) расщепление
2) окисление
3) репликация
4) транскрипция
5) хемосинтез
Ответ
Выберите один, наиболее правильный вариант. Азотистое основание аденин, рибоза и три остатка фосфорной кислоты входят в состав
1) ДНК
2) РНК
3) АТФ
4) белка
Ответ
Все приведённые ниже признаки, кроме двух, можно использовать для характеристики энергетического обмена в клетке. Определите два признака, «выпадающих» из общего списка, и запишите в ответ цифры, под которыми они указаны.
1) идёт с поглощением энергии
2) завершается в митохондриях
3) завершается в рибосомах
4) сопровождается синтезом молекул АТФ
5) завершается образованием углекислого газа
Ответ
Найдите три ошибки в приведенном тексте. Укажите номера предложений, в которых они сделаны. (1) Обмен веществ, или метаболизм, – это совокупность реакций синтеза и распада веществ клетки и организма, связанных с выделением или поглощением энергии. (2) Совокупность реакций синтеза высокомолекулярных органических соединений из низкомолекулярных соединений относят к пластическому обмену. (3) В реакциях пластического обмена синтезируются молекулы АТФ. (4) Фотосинтез относят к энергетическому обмену. (5) В результате хемосинтеза синтезируются органические вещества из неорганических за счет энергии Солнца.
Ответ
© Д.В.Поздняков, 2009-2019
Из клеток состоят все живые организмы, кроме вирусов. Они обеспечивают все необходимые для жизни растения или животного процессы. Клетка и сама может быть отдельным организмом. И разве может такая сложная структура жить без энергии? Конечно, нет. Так как же происходит обеспечение клеток энергией? Оно базируется на процессах, которые мы рассмотрим ниже.
Обеспечение клеток энергией: как это происходит?
Немногие клетки получают энергию извне, они вырабатывают ее сами. обладают своеобразными "станциями". И источником энергии в клетке является митохондрия — органоид, который ее вырабатывает. В нем происходит процесс клеточного дыхания. За счет него и происходит обеспечение клеток энергией. Однако присутствуют они только у растений, животных и грибов. В клетках бактерий митохондрии отсутствуют. Поэтому у них обеспечение клеток энергией происходит в основном за счет процессов брожения, а не дыхания.
Строение митохондрии
Это двумембранный органоид, который появился в эукариотической клетке в процессе эволюции в результате поглощения ею более мелкой Этим можно объяснить то, что в митохондриях присутствует собственная ДНК и РНК, а также митохондриальные рибосомы, вырабатывающие нужные органоидам белки.
Внутренняя мембрана обладает выростами, которые называются кристы, или гребни. На кристах и происходит процесс клеточного дыхания.
То, что находится внутри двух мембран, называется матрикс. В нем расположены белки, ферменты, необходимые для ускорения химических реакций, а также молекулы РНК, ДНК и рибосомы.
Клеточное дыхание — основа жизни
Оно проходит в три этапа. Давайте рассмотрим каждый из них более подробно.
Первый этап — подготовительный
Во время этой стадии сложные органические соединения расщепляются на более простые. Так, белки распадаются до аминокислот, жиры — до карбоновых кислот и глицерина, нуклеиновые кислоты — до нуклеотидов, а углеводы — до глюкозы.
Гликолиз
Это бескислородный этап. Он заключается в том, что вещества, полученные во время первого этапа, расщепляются далее. Главные источники энергии, которые использует клетка на данном этапе, — молекулы глюкозы. Каждая из них в процессе гликолиза распадается до двух молекул пирувата. Это происходит во время десяти последовательных химических реакций. Вследствие первых пяти глюкоза фосфорилируется, а затем расщепляется на две фосфотриозы. При следующих пяти реакциях образуется две молекулы и две молекулы ПВК (пировиноградной кислоты). Энергия клетки и запасается именно в виде АТФ.
Весь процесс гликолиза можно упрощенно изобразить таким образом:
2НАД+ 2АДФ + 2Н 3 РО 4 + С 6 Н 12 О 6 → 2Н 2 О + 2НАД. Н 2 +2С 3 Н 4 О 3 + 2АТФ
Таким образом, используя одну молекулу глюкозы, две молекулы АДФ и две фосфорной кислоты, клетка получает две молекулы АТФ (энергия) и две молекулы пировиноградной кислоты, которую она будет использовать на следующем этапе.
Третий этап — окисление
Данная стадия происходит только при наличии кислорода. Химические реакции этого этапа происходят в митохондриях. Именно это и есть основная часть во время которой высвобождается больше всего энергии. На этом этапе вступая в реакцию с кислородом, расщепляется до воды и углекислого газа. Кроме того, при этом образуется 36 молекул АТФ. Итак, можно сделать вывод, что главные источники энергии в клетке — глюкоза и пировиноградная кислота.
Суммируя все химические реакции и опуская подробности, можно выразить весь процесс клеточного дыхания одним упрощенным уравнением:
6О 2 + С 6 Н 12 О 6 + 38АДФ + 38Н 3 РО 4 → 6СО 2 + 6Н2О + 38АТФ.
Таким образом, в ходе дыхания из одной молекулы глюкозы, шести молекул кислорода, тридцати восьми молекул АДФ и такого же количества фосфорной кислоты клетка получает 38 молекул АТФ, в виде которой и запасается энергия.
Разнообразие ферментов митохондрий
Энергию для жизнедеятельности клетка получает за счет дыхания — окисления глюкозы, а затем пировиноградной кислоты. Все эти химические реакции не могли бы проходить без ферментов — биологических катализаторов. Давайте рассмотрим те из них, которые находятся в митохондриях — органоидах, отвечающих за клеточное дыхание. Все они называются оксидоредуктазами, потому что нужны для обеспечения протекания окислительно-восстановительных реакций.
Все оксидоредуктазы можно разделить на две группы:
- оксидазы;
- дегидрогеназы;
Дегидрогеназы, в свою очередь, делятся на аэробные и анаэробные. Аэробные содержат в своем составе кофермент рибофлавин, который организм получает из витамина В2. Аэробные дегидрогеназы содержат в качестве коферментов молекулы НАД и НАДФ.
Оксидазы более разнообразны. В первую очередь они делятся на две группы:
- те, которые содержат медь;
- те, в составе которых присутствует железо.
К первым относятся полифенолоксидазы, аскорбатоксидаза, ко вторым — каталаза, пероксидаза, цитохромы. Последние, в свою очередь, делятся на четыре группы:
- цитохромы a;
- цитохромы b;
- цитохромы c;
- цитохромы d.
Цитохромы а содержат в своем составе железоформилпорфирин, цитохромы b — железопротопорфирин, c — замещенный железомезопорфирин, d — железодигидропорфирин.
Возможны ли другие пути получения энергии?
Несмотря на то что большинство клеток получают ее в результате клеточного дыхания, существуют также анаэробные бактерии, для существования которых не нужен кислород. Они вырабатывают необходимую энергию путем брожения. Это процесс, в ходе которого с помощью ферментов углеводы расщепляются без участия кислорода, вследствие чего клетка и получает энергию. Различают несколько видов брожения в зависимости от конечного продукта химических реакций. Оно бывает молочнокислое, спиртовое, маслянокислое, ацетон-бутановое, лимоннокислое.
Для примера рассмотрим Его можно выразить вот таким уравнением:
С 6 Н 12 О 6 → С 2 Н 5 ОН + 2СО 2
То есть одну молекулу глюкозы бактерия расщепляет до одной молекулы этилового спирта и двух молекул оксида (IV) карбона.
"Можно говорить и о химической смерти человека, когда запас психической энергии истощается.
Можно говорить о воскрешении, когда психическая энергия начинает восполняться ".
Мир Огненный, ч. 3, п. 414.
Что такое Психическая Энергия? – Это жизнедательная энергия, от которой зависит существование человека. Нет Психической Энергии (далее ПЭ) – нет жизни, наступает физическое разложение, болезнь и смерть. Есть ПЭ – есть жизнь, полная творческого подъема, здоровья и счастья.
Синонимы ПЭ : благодать, прана, китайская энергия Ци, огонь Гермеса, Кундалини, огненные языки дня Святой Троицы, Вриль Бульвер-Литтона, свободная энергия Килли, флюид Месмера, Од Рейхенбаха, живой огонь Зороастра, София эллинов, Сарасвати индусов и многие, многие другие.
Признаки упадка ПЭ : психическая и физическая усталость, сонливость, аморфность сознания, а в тяжёлых случаях – тошнота.
Признаки прилива ПЭ : радость и оптимизм, творческая активность, желание достижений и плодотворной деятельности.
Семь способов сохранения ПЭ
1. АУРА. Выходя утром из дома, очертите мысленно вокруг себя на расстоянии вытянутого локтя энергетическую скорлупу в форме куриного яйца так, чтобы Ваше тело оказалось в центре этого аурического яйца. Таким образом Вы усилите защитную сеть свой ауры, которая охраняет Вашу ПЭ от нежелательных вторжений.
2. ВАМПИРЫ. Старайтесь избегать общаться с людьми с потухшим и мутным, бегающим взглядом – это энергетические вампиры, после общения с которыми наступает резкая усталость. Взгляд человека невозможно подделать. Глаза есть самый верный показатель наличия ПЭ у человека. Кто не имеет своей ПЭ, тот часто становится энергетическим вампиром и старается (часто бессознательно) её украсть простым приближением к ауре донора.
3. ТОЛПА. В общественном транспорте, или подобном месте скопления людей, незаметно сделайте блиц-оценку рядом стоящих людей. Если кто-то из них вызвал у Вас легкое отторжение, то отойдите от него в другое место. При соприкосновении человеческих аур, Ваша ПЭ перетекает по магнитному принципу в другую ауру, а ПЭ другой ауры втекает в Вашу, и нет никакой возможности препятствовать этому энергетическому обмену – это твёрдый закон.
4. РУКИ. В общественных местах старайтесь избегать прямого контакта голыми руками с общеупотребительными предметами и вещами, типа дверных ручек, поручней, ручек торговых тележек и т.п. Если есть возможность, то в зимнее время года не снимайте перчаток или купите тонкие, к примеру, лайковые. Если нет возможности избежать прямого контакта голыми руками, то найдите такое место, которое наименее употребительно. Руки человека излучают сильные потоки ПЭ. С каждым прикасанием человек насыщает своей ПЭ те предметы, к которым прикоснулась рука. Будьте внимательны к старым, незнакомым вещам. Они могут носить на себе заряд отрицательной ПЭ, от соприкосновения с которой Вы потратите много своей ПЭ на её нейтрализацию.
5. РАЗДРАЖЕНИЕ. Всеми способами избегайте раздражения, которое может особенно напрягать в общественном транспорте, в магазинах, при плотном движении на дороге за рулём автомобиля, в домашнем быту и т.д. Психическое раздражение порождает негативную ПЭ, которая уничтожает Вашу положительную ПЭ.
6. ИНТИМ. Ведите умеренную интимную жизнь, ибо воспроизводство семенной жидкости требует большого расхода ПЭ.
7. ЖИВОТНЫЕ. Не держите дома животных, чтобы Ваша ПЭ не утекала к ним. Животные, как и всё живое, обладают своей аурой со своей ПЭ, которая гораздо ниже по качеству, чем ПЭ человека. При соприкосновении аур человека и животного происходит такой же обмен ПЭ как и между людьми. Не напитывайте свою ауру низшей животной ПЭ.
Семь способов усиления ПЭ
1. ВОЗДУХ. Дышите чаще природным, чистым воздухом. В нём растворена прана – солнечная ПЭ. В больших городах-миллионниках воздух не чист, поэтому старайтесь или чаще выезжать на природу, или вообще переселится за город или в небольшой городок.
2. КОСМОС. Беспредельные вселенские просторы наполнены космической жизнетворной энергией, которая сродни человеческой ПЭ. Нужно просто мысленно призвать, притянуть её оттуда. Посмотрите на звездное небо и представьте, что это есть океан энергии, прикоснувшись к которому Вы легко можете усилить свою жизненную энергию.
3. ДРУЖЕЛЮБИЕ. Будьте дружелюбнее ко всем окружающим Вас людям. Не желайте некому зла, даже врагам Вашим. Доброта и дружеский настрой не только порождают в Вашей ауре излучения положительной ПЭ, но и вызывают у людей такие же ответные вибрации их аур. Дружелюбные люди обмениваются с другими людьми положительной ПЭ лишь просто потому, что они вызывают в других людях такую же положительную ПЭ.
4. СЕРДЦЕ. Главным управителем ПЭ человека есть его сердце. Слушайте Ваше сердце, а не мозг. Рассудочный мозг часто обманывается в правильной оценке жизненной ситуации и подчас заводит в тупик. Сердце не обманывается никогда и знает гораздо больше, чем ум может себе представить. Слушайте голос своего сердца в тишине и молчании. Оно подскажет, как идти по тропе жизни, чтобы в её конце Вы могли сказать, что прожили счастливую жизнь.
6. ОВОЩИ И ФРУКТЫ. Питайтесь сырыми овощами и фруктами – они полны отложений солнечной ПЭ. Старайтесь не есть жаренного, т.к. пережаренное масло выделяет яды, убивающие Вашу ПЭ. Не ешьте мясо, оно полно невидимой энергетикой болезнетворных флюидов разложения, которое начинается сразу после смерти животного. Даже самое свежее мясо полно не только низкой животной ПЭ, но и энергетическими микробами, при поедании которых Ваш организм затратит много ПЭ на их нейтрализацию. Бобовые культуры могут легко заменить мясные продукты.
7. СОН. Перед сном не волнуйтесь и тем более не ругайтесь с домашними. Постарайтесь не смотреть отрицательных и криминальных телепередач, вызывающих плохие эмоции. Лучше посмотреть добрый фильм, или почитать хорошую книгу, или послушать спокойную музыку. Перед сном примите душ, чтобы очистить не только своё тело от потовых отложений, но, что гораздо важнее, чтобы смыть с ауры энергетические накопления прожитого дня. Чистая вода обладает свойством очищать ПЭ. Отойдя ко сну в чистом теле и спокойном, умиротворённом духе, Ваша ПЭ устремится в чистые слои пространства, где она получит усиление и питание. Утром Вы почувствуете бодрость и силу достойно прожить грядущий день.
Организма постоянно связан с обменом энергии. Реакции энергетического обмена происходят постоянно, даже когда мы спим. После сложных химических изменений пищевые вещества превращаются из высокомолекулярных в простые, что сопровождается выделением энергии. Это все энергетический обмен.
Энергетические запросы организма во время бега весьма велики. Например, за 2,5-3 часа бега расходуется около 2600 калорий, (это марафонская дистанция), что значительно превышает энергозатраты ведущего малоподвижный образ жизни человека за день. Во время забега энергия черпается организмом из запасов мышечного гликогена и жиров.
Мышечный гликоген, представляющий собой сложную цепь молекул глюкозы, накапливается в активных группах мышц. В результате аэробного гликолиза и двух других химических процессов гликоген преобразуется в аденозинтрифосфат (АТФ).
Молекула АТФ основной источник энергии в нашем организме. Поддержание энергетического баланса и энергетического обмена происходит на уровне клетки. От дыхания клетки зависит скорость и выносливость бегуна. Поэтому,чтобы достичь наивысших результатов, надо обеспечить клетку кислородом на всю дистанцию. Для этого и нужны тренировки.
Энергия в организме человека. Этапы энергетического обмена.
Мы всегда получаем и тратим энергию. В виде пищи мы получаем основные питательные вещества, или готовые органические вещества, это белки жиры и углеводы. Первый этап, это пищеварение, здесь не происходит выделение энергии которую наш организм может запасти.
Пищеварительный процесс направлен не на получение энергии, а на то, чтобы разбить крупные молекулы на мелкие. В идеале все должно расщепиться до мономеров. Углеводы расщепляется до глюкозы, фруктозы и галактозы. Жиры — до глицерина и жирных кислот,белки до аминокислот.
Дыхание клетки
Кроме пищеварения, есть вторая часть или этап. Это дыхание. Мы дышим и нагнетаем воздух в легкие, но это не основная часть дыхания. Дыхание, это когда наши клетки, используя кислород, сжигают питательные вещества до воды и углекислого газа, чтобы получить энергию. Это конечный этап получения энергии который проходит в каждой нашей клетке.
Основным источником питания человека являются углеводы, накапливаемые в мышцах в виде гликогена, гликогена обычно хватает на 40-45 минут бега. По истечении этого времени организм должен переключиться на другой источник энергии. Это жиры. Жиры — это альтернативная энергия гликогену.
Альтернативная энергия — это значит необходимость выбора одного из двух источников энергии или жиры или гликоген. Наш организм может получать энергию только из какого-то одного источника.
Бег на длинные дистанции отличается от бега на короткие дистанции тем, что организм стайера неизбежно переходит к использованию мышечных жиров как дополнительного источника энергии.
Жирные кислоты - это не самый удачный заменитель углеводов, так как на их выделение и использование уходит гораздо больше энергии и времени. Но если гликоген закончился, то организму ничего не остается, как пустить в ход жиры, добывая таким способом необходимую энергию. Получается, что жиры это всегда запасной вариант для организма.
Замечу, что используемые при беге жиры - это жиры, содержащиеся в мышечных волокнах, а не жировые прослойки, покрывающие тело.
При сжигании или расщеплении любого органического вещества получаются отходы производства, это углекислый газ и вода. Наша органика, это белки, жиры и углеводы. Углекислый газ выдыхается вместе с воздухом, а вода используется организмом или выводится с потом или мочой.
Переваривая питательные вещества, наш организм какую-то часть энергии теряет в виде тепла. Так греется и теряет энергию в пустоту двигатель в автомобиле, так и мышцы бегуна тратят огромное количество энергии. превращая химическую энергию в механическую. Причем КПД составляет порядка 50%, то есть половина энергии уходит в виде тепла в воздух.
Можно выделить основные этапы энергетического обмена:
Мы едим, чтобы получить питательные вещества, расщепляем их, потом при помощи кислорода идет процесс окисления, в итоге получаем энергию. Часть энергии всегда уходит в виде тепла, а часть мы запасаем. Энергия запасается в виде химического соединения которое называется — АТФ.
Что такое АТФ?
АТФ — аденозинтрифосфат, имеющий большое значение в обмене энергии и веществ в организмах. АТФ является универсальным источником энергии для всех биохимических процессов, протекающих в живых системах.
В организме АТФ является одним из самых часто обновляемых веществ, так у человека продолжительность жизни одной молекулы АТФ менее минуты. В течении суток одна молекула АТФ проходит в среднем 2000-3000 циклов ресинтеза. Человеческий организм синтезирует около 40 кг АТФ в день, но содержит в каждый конкретный момент примерно 250 г, то есть запаса АТФ в организме практически не создаётся, и для нормальной жизнедеятельности необходимо постоянно синтезировать новые молекулы АТФ.
Вывод: Наш организм может сам себе запасать энергию в виде химического соединения. Это АТФ.
Атф состоит из азотистого основания-аденина, рибозы и трифосфата- остатков фосфорной кислоты.
Для создания АТф требуется много энергии, но, при ее разрушении можно вернуть эту энергию. Наш организм, расщепляя питательные вещества, создает молекулу АТФ, а потом, когда ему нужна энергия, он расщепляет молекулу АТФ или расщепляет связи молекулы. Отщепляя один из остатков фосфорной кислоты можно получить порядка-40кДж. ⁄ моль.
Так происходит всегда, потому, что нам постоянно нужна энергия, особенно во время бега. Источники ввода энергии в организм могут быть разные (мясо. фрукты. овощи и т. д.) . Внутренний же источник энергии один — это АТФ. Жизнь молекулы меньше минуты. поэтому организм постоянно расщепляет и воспроизводит АТФ.
Энергия расщепления. Энергия клетки
Диссимиляция
Основную энергию мы получаем из глюкозы в виде молекулы АТФ. Так как энергия нам нужна постоянно, эти молекулы придут в организм туда, где необходимо отдать энергию.
АТФ отдает энергию, и при этом расщепляется до АДФ — аденозиндифосфат. АДФ- это та же молекула АТФ, только без одного остатка фосфорной кислоты. Ди -это значит два. Глюкоза, расщепляясь отдает энергию, которую забирает АДФ и восстанавливает свой фосфорный остаток, превращаясь в АТФ, которая опять готова потратить энергию.Так происходит постоянно.
Этот процесс называется — диссимиляцией .(разрушение).В данном случае для получения энергии надо разрушить молекулу АТФ.
Ассимиляция
Но есть и другой процесс. Можно строить свои собственные вещества с затратой энергии. Этот процесс называется — ассимиляция . Из более мелких создавать более крупные вещества. Производство собственных белков, нуклеиновых кислот, жиров и углеводов.
Например_ вы съели кусок мяса, Мясо- это белок который должен расщепиться до аминокислот, из этих аминокислот будут собраны или синтезированы собственные белки, которые станут вашими мышцами. На это уйдет какая-то часть энергии.
Получение энергии. Что такое гликолиз?
Один из процессов получения энергии для всех живых организмов, это гликолиз. Гликолиз можно встретить в цитоплазме любой нашей клетки. Название «гликолиз» происходит от греч. - сладкий и греч. - растворение.
Гликолиз - ферментативный процесс последовательного расщепления глюкозы в клетках, сопровождающийся синтезом АТФ. Это 13 ферментативных реакций. Гликолиз при аэробных условиях ведёт к образованию пировиноградной кислоты (пирувата) .
Гликолиз в анаэробных условиях ведёт к образованию молочной кислоты (лактата) . Гликолиз является основным путём катаболизма глюкозы в организме животных.
Гликолиз - один из древнейших метаболических процессов, известный почти у всех живых организмов. Предположительно гликолиз появился более 3,5 млрд лет назад у первичных прокариотов
. (Прокариоты – это организмы, в клетках которых отсутствует оформленное ядро. Его функции выполняет нуклеотид (то есть «подобный ядру») ; в отличие от ядра, нуклеотид не имеет собственной оболочки).
Анаэробный гликолиз
Анаэробный гликолиз — это способ получить энергию из молекулы глюкозы, не используя при этом кислород. Процесс гликолиза (расщепления) — это процесс окисления глюкозы, при котором из одной молекулы глюкозы образуются две молекулы пировиноградной кислоты.
Молекула глюкозы щепится на две половинки которые можно называть-пируват , это то же самое, что и пировиноградная кислота. Каждая половинка пирувата может восстановить молекулу АТФ. Получается, что одна молекула глюкозы при расщеплении может восстановить две молекулы АТФ.
При длительном беге или при беге в анаэробном режиме через какое-то время становится тяжело дышать, устают мышцы ног, ноги становятся тяжелыми, они как и вы перестают получать достаточное количество кислорода.
Потому, что процесс получения энергии в мышцах заканчивается на гликолизе. Поэтому мышцы начинают болеть и отказываются работать из-за отсутствия энергии. Образуется молочная кислота или лактат. Получается, что чем быстрее бежит атлет, тем быстрее он производит лактат. Уровень лактата в крови тесно связан с интенсивностью выполнения упражнения.
Аэробный гликолиз
Сам по себе гликолиз является полностью анаэробным процессом, то есть не требует для протекания реакций присутствия кислорода. Но согласитесь, что получение при гликолизе двух молекул АТФ, это очень мало.
Поэтому в организме есть альтернативный вариант получения энергии из глюкозы. Но уже с участием кислорода. Это кислородное дыхание. которым каждый из нас обладает, или аэробный гликолиз . Аэробный гликолиз способен быстро восстанавливать запасы АТФ в мышце.
Во время динамических нагрузок, таких как бег, плавание и т.п., происходит аэробный гликолиз. то есть если вы бежите и не задыхаетесь, а спокойно разговариваете с рядом бегущим товарищем, то можно сказать, что вы бежите в аэробном режиме.
Дыхание или аэробный гликолиз происходит в митохондриях под воздействием специальных ферментов и требует затрат кислорода, а соответственно и времени на его доставку.
Окисление происходит в несколько этапов, сначала идет гликолиз, но образовавшиеся в ходе промежуточного этапа этой реакции две молекулы пирувата не преобразуются в молекулы молочной кислоты, а проникают в митохондрии, где окисляются в цикле Кребса до углекислого газа СО2 и воды Н2О и дают энергию для производства еще 36 молекул АТФ.
Митохондрии- это специальные органоиды которые находятся в клетке, поэтому и существует та кое понятие, как клеточное дыхание.Такое дыхание происходит у всех организмов которым нужен кислород, В том числе и нам с вами.
Гликолиз - катаболический путь исключительной важности. Он обеспечивает энергией клеточные реакции, в том числе и синтез белка. Промежуточные продукты гликолиза используются при синтезе жиров. Пируват также может быть использован для синтеза аланина, аспартата и других соединений. Благодаря гликолизу производительность митохондрий и доступность кислорода не ограничивают мощность мышц при кратковременных предельных нагрузках. Аэробное окисление в 20 раз эффективнее анаэробного гликолиза.
Что такое митохондрия?
Митохо́ндрия (от греч. μίτος - нить и χόνδρος - зёрнышко, крупинка) - двумембранный сферический или эллипсоидный органоид диаметром обычно около 1 микрометра.. Энергетическая станция клетки; основная функция - окисление органических соединений и использование освобождающейся при их распаде энергии для генерации электрического потенциала, синтеза АТФ и термогенеза.
Число митохондрий в клетке непостоянно. Их особенно много в клетках, в которых потребность в кислороде велика. В зависимости от того, в каких участках клетки в каждый конкретный момент происходит повышенное потребление энергии, митохондрии в клетке способны перемещаться по цитоплазме в зоны наибольшего энергопотребления.
Функции митохондрий
Одной из основных функций митохондрий является синтез АТФ - универсальной формы химической энергии в любой живой клетке. Посмотрите, на входе две молекулы пирувата, а на выходе огромное количество «много чего». Это «много чего» называется «Цикл Кребса». Кстати, за открытие этого цикла Ганс Кребс получил Нобелевскую премию.
Можно сказать, что это - цикл трикарбоновых кислот. В этом цикле много веществ последовательно превращаются друг в друга. Вобщем, как вы поняли, эта штука очень важная и понятная для биохимиков. Другими словами, это ключевой этап дыхания всех клеток, использующих кислород.
В итоге на выходе мы получаем — углекислый газ, воду и 36 молекул АТФ. Напомню, что гликолиз (без участия кислорода) давал всего две молекулы АТФ на одну молекулу глюкозы. Поэтому, когда наши мышцы начинают работать без кислорода они сильно теряют эффективность. Именно поэтому все тренировки направлены на то, чтобы мышцы как можно дольше могли работать на кислороде.
Строение митохондрии
Митохондрия обладает двумя мембранами: наружной и внутренней. Главная функция наружной мембраны – это отделение органоида от цитоплазмы клетки. Она состоит из билипидного слоя и белков, пронизывающих его, через которые и осуществляется транспорт молекул и ионов, необходимых митохондрии для работы.
В то время как наружная мембрана гладкая, внутренняя образует многочисленные складки –
кристы
, которые существенно увеличивают ее площадь. Внутренняя мембрана по большей части состоит из белков, среди которых присутствуют ферменты дыхательной цепи, транспортные белки и крупные АТФ — синтетазные комплексы. Именно в этом месте происходит синтез АТФ. Между наружной и внутренней мембраной находится межмембранное пространство с присущими ему ферментами.
Внутреннее пространство митохондрий называется матрикс
. Здесь расположены ферментные системы окисления жирных кислот и пирувата, ферменты цикла Кребса, а также наследственный материал митохондрий – ДНК, РНК и белоксинтезирующий аппарат.
Митохондрия — это единственный источник энергии клеток. Расположенные в цитоплазме каждой клетки, митохондрии сравнимы с «батарейками» , которые производят, хранят и распределяют необходимую для клетки энергию.
Человеческие клетки содержат в среднем 1500 митохондрий. Их особенно много в клетках с интенсивным метаболизмом (например, в мускулах или печени) .
Митохондрии подвижны и перемещаются в цитоплазме в зависимости от потребностей клетки. Благодаря наличию собственной ДНК они размножаются и самоуничтожаются независимо от деления клетки.
Клетки не могут функционировать без митохондрий, без них жизнь не возможна.
Из потребляемой нами пища вырабатывается энергия, которая необходима для осуществления любых функций нашего организма - от ходьбы и способности говорить до переваривания и дыхания. Но почему мы часто жалуемся на нехватку энергии, на раздражительность или вялость? Ответ заключается в том, какая пища составляет наш повседневный рацион.
Выработка энергии
Помимо воды и воздуха, наш организм постоянно нуждается в регулярном притоке пищи, которая и обеспечивает запасы энергии, необходимой для движения, дыхания, терморегуляции, работы сердца, кровообращения и деятельности головного мозга. Поразительно, но даже в состоянии покоя наш мозг потребляет около 50% энергии, запасаемой из поглощенной пищи, причем потребление энергии резко возрастает во время интенсивной мозговой деятельности, например, во время сдачи экзаменов. Каким же образом происходит преобразование пищи в энергию?
В процессе пищеварения, более подробно описанном в соответствующем разделе (-79), происходит распад пищи до отдельных молекул глюкозы, которые затем попадают через стенку кишечника в кровь. С кровотоком глюкоза переносится в печень, где фильтруется и откладывается про запас. Гипофиз (расположенная в головном мозгу железа внутренней секреции) подает поджелудочной и щитовидной железам сигнал на выброс гормонов, которые заставляют печень выбросить накопившуюся глюкозу в кровяное русло, после чего кровь доставляет её к тем органам и мышцам, которые испытывают в ней потребность.
Достигнув нужного органа, молекулы глюкозы проникают в клетки, где и преобразуются в источник энергии, которая доступна для использования клеткам. Таким образом, процесс постоянного снабжения органов энергией зависит от уровня глюкозы в крови.
Для того, чтобы увеличить запасы энергии организма, мы должны употреблять определенные виды продуктов, в частности, способных повышать уровень обмена веществ и поддерживать необходимый уровень энергии. Чтобы понять, каким образом все это происходит, рассмотрим следующие вопросы:
Как пища превращается в энергию?
В каждой клетке нашего тела имеются митохондрии. Здесь компоненты, входящие в состав пищевых продуктов, претерпевают серию химических превращений, в результате чего образуется энергия. Каждая клетка в данном случае представляет собой миниатюрную электростанцию. Любопытно, что количество митохондрий в каждой клетке зависит от энергетических потребностей. При регулярных физических упражнениях оно возрастает, чтобы обеспечить большую выработку необходимой энергии. И наоборот, малоподвижный образ жизни приводит к снижению выработки энергии и, соответственно, уменьшению количества митохондрий. Для преобразования в энергию необходимы разные питательные вещества, каждое из которых обусловливает различные этапы процесса получения энергии (см. Энергетическая пища). Поэтому потребляемая пища должна быть не только сытной, но и содержать все типы питательных веществ, необходимых для выработки энергии: углеводы, белки и жиры.
ОЧЕНЬ ВАЖНО ОГРАНИЧИТЬ СОДЕРЖАНИЕ В РАЦИОНЕ ПРОДУКТОВ, ОТБИРАЮЩИХ ЭНЕРГИЮ ИЛИ ПРЕПЯТСТВУЮЩИХ ЕЕ ОБРАЗОВАНИЮ. ВСЕ ПОДОБНЫЕ ПРОДУКТЫ СТИМУЛИРУЮТ ВЫБРОС ГОРМОНА АДРЕНАЛИНА.
Для нормального функционирования организма важно поддерживать постоянный уровень глюкозы в крови (см. Поддержание нормального уровня сахара в крови, - 46). С этой целью желательно отдавать предпочтение пище с низким гликемическим индексом . Добавляя к каждой трапезе или закуске протеины и клетчатку, вы тем самым способствуете накоплению достаточного количества необходимой энергии.
Углеводы и глюкоза
Энергия, которую мы извлекаем из пищи, поступает в большей степени от углеводов, нежели белков или жиров. Углеводы с большей легкостью превращаются в глюкозу и являются благодаря этому наиболее удобным источником энергии для организма.
Глюкоза может быть израсходована на энергетические нужды немедленно, либо откладывается про запас в печени и мышцах. Она сохраняется в виде гликогена, который, при необходимости, легко превращается в неё вновь. При синдроме «бейся или беги» (см.), гликоген высвобождается в кровяное русло для обеспечения организма дополнительной энергией. Запасается гликоген в растворимой форме.
Белки должны быть уравновешены углеводами
Хотя углеводы и белки необходимы всем, соотношения их могут колебаться в зависимости от индивидуальных потребностей и привычек. Оптимальное соотношение подбирается индивидуально методом проб и ошибок, но руководствоваться можно данными, представленными в таблице на стр.43.
Будьте осторожней с белками. Всегда добавляйте к ним высококачественные сложные углеводы , например, плотные овощи или зерна злаковых. Преобладание белковой пищи приводит к подкислению внутренней среды организма, тогда как она должна быть слабо щелочной. Внутренняя система саморегуляции позволяет организму возвращаться к подщелоченному состоянию посредством высвобождения кальция из костей. В конечном итоге это может нарушить структуру костей, привести к остеопорозу, при котором нередко случаются переломы.
Оздоровительные напитки и закуски, содержащие глюкозу, обеспечивают быстрый приток энергии, однако эффект этот быстротечен. Более того, он сопровождается истощением запасов накопленных организмом энергии. Во время занятий спортом вы тратите много энергии, поэтому можете перед ними «подзаправиться» соевым творожком со свежими ягодами.
Хорошее питание, хорошее настроение
Попробуйте немного повысить потребление белков, одновременно снижая количество углеводов, или наоборот, пока не определите оптимальный для себя уровень энергетики.
Энергетические потребности в течение жизни
Потребность в дополнительной энергии возникает у нас на различных этапах жизни. В детстве, например, энергия необходима для роста и учебы, в подростковом возрасте - для обеспечения гормональных и физических сдвигов в период полового созревания. При беременности , потребность в энергии растет как у матери, так и у плода, а при стрессе лишняя энергия затрачивается в течение всей жизни. Кроме того, человеку, ведущему активный образ жизни, требуется больше энергии, чем обычным людям.
Расхитители энергии
Очень важно ограничить содержание в рационе продуктов, отбирающих энергию или препятствующих её образованию. К таким продуктам относится алкоголь, чай, кофе и шипучие напитки, а также торты, бисквиты и сладости. Все подобные продукты стимулируют выброс гормона адреналина, который образуется в надпочечниках. Быстрее всего адреналин образуется при так называемом синдроме «бейся или беги», когда нам что-то угрожает. Выброс адреналина мобилизует организм к действию. Сердце начинает биться учащенно, легкие поглощают больше воздуха, печень высвобождает в кровь больше глюкозы, а кровь приливает туда, где она нужнее - например, к ногам. Постоянно повышенное образование адреналина, в частности, при соответствующем питании, может вести к непреходящему ощущению усталости.
Стресс также считают одним из расхитителей энергии, поскольку при стрессе происходит выброс запасенной глюкозы из печени и мышц, что приводит к краткосрочному всплеску энергии с последующим состояния длительного утомления.
Энергия и эмоции
При синдроме «бейся или беги», гликоген (запасенные углеводы) поступает из печени в кровь, что приводит к повышению уровня в ней сахара. Ввиду этого длительное стрессовое состояние способно серьезно повлиять на уровень сахара в крови. Аналогичное воздействие оказывают кофеин и никотин; последние способствуют секреции двух гормонов - кортизона и адреналина, - которые вмешиваются в процесс пищеварения и побуждают печень выбрасывать запасенный гликоген.
Пища, богатая энергией
Наиболее богатыми в энергетическом отношении являются продукты, содержащие комплекс витаминов группы В: В1, В2, В3, В5, В6, В12, В9 (фолиевая кислота) и биотин. Все они в изобилии встречаются в зернах проса, гречихи, ржи, квиноа (южно-американский злак, очень популярный на Западе), кукурузы и ячменя. В прорастающих зернах энергетическая ценность возрастает многократно - питательную ценность проростков повышают способствующие росту ферменты. Много витаминов В содержится также в свежей зелени.
Для энергетики организма важное значение имеют также витамин С, который присутствует во фруктах (например, в апельсинах) и овощах (картофель, перец); магний, которого много в зелени, орехах и семечках; цинк (яичный желток, рыба, семечки подсолнуха); железо (зерна, тыквенные семечки, чечевица); медь (оболочка бразильского ореха, овес, лосось, грибы), а также кофермент Q10, который присутствует в говядине, сардинах, шпинате и арахисе.
Поддержание нормального уровня сахара в крови
Как часто приходилось вам просыпаться по утрам в дурном настроении, чувствуя вялость, разбитость, и испытывая настоятельную необходимость поспать ещё часок-другой? И жизнь кажется ни в радость. Или, возможно, промучившись до полудня, вы задаетесь вопросом, а дотянете ли до обеда. Еще хуже, когда усталость одолевает вас после обеда, к концу рабочего дня, и вы не представляете, как доберетесь домой. А там ведь надо ещё ужин приготовить. А потом - съесть. И не спрашиваете ли вы себя: «Господи, и куда только последние силенки подевались?»
Постоянная усталость и отсутствие энергии могут быть вызваны разными причинами, но чаще всего являются следствием бедного рациона и/или нерегулярного питания, а также злоупотребления стимуляторами, помогающими «продержаться».
Депрессия, раздражительность и резкие перепады настроения, наряду с предменструальным синдромом , вспышками гнева, волнением и нервозностью - могут быть результатом дисбаланса в процессе образования энергии, недостаточности питания и частом сидении на причудливых диетах.
Получив представление о том, как и из чего образуется энергия в нашем организме, мы можем в сжатые сроки повысить свою энергетику, что позволит не только сохранять работоспособность и хорошее настроение в течение всего дня, но и обеспечит здоровый глубокий сон по ночам.