Что такое энергетический метаболизм

Энергетический обмен, обычно определяется как совокупность химических процессов организма. Эти химические процессы принимают форму сложных метаболических путей внутри клетки, которые классифицируются, как катаболические или анаболические. У людей изучение того, как энергия течет и обрабатывается в организме, называется биоэнергетикой и в основном связано с тем, как разрушаются макромолекулы, такие как жиры, белки и углеводы, для обеспечения полезной энергии для роста, восстановления и физической активности.

Что такое энергетический метаболизм

Основные пути метаболизма

Анаболические пути используют химическую энергию в форме аденозинтрифосфата (АТФ) для обеспечения клеточной работы. Примерами анаболических путей являются создание макромолекул из более мелких компонентов, таких как синтез белков из аминокислот, а также использование АТФ для сильного мышечного сокращения. Для питания анаболических процессов, АТФ жертвует одну молекулу фосфата, выделяя накопленную энергию в процессе. После того, как количество АТФ в рабочей клетке истощается, необходимо больше генерировать катаболический энергетический метаболизм для продолжения работы.

Основные пути метаболизма человека

Катаболическими путями являются те, которые разрушают крупные молекулы на их составные части, выделяя энергию в процессе. Организм может производить и хранить свой собственный АТФ как в анаэробном, так и в аэробном энергетическом обмене. Анаэробный обмен веществ происходит в отсутствие кислорода и связан с короткими интенсивными всплесками энергии. Аэробный метаболизм представляет собой распад макромолекул в присутствии кислорода и связан с более низкой интенсивностью упражнений, а также с ежедневной работой клетки.

Анаэробный энергетический обмен в организме человека

Анаэробный энергетический обмен происходит в двух формах: АТФ-креатинфосфатная система и быстрый гликолиз. АТФ-креатинфосфатная система использует хранимые молекулы креатинфосфата для регенерации АТФ, который был истощен и деградирован до его низкоэнергетической формы, аденозиндифосфата (АДФ). Фосфат креатина подает молекулу фосфата высокой энергии в АТФ, тем самым заменяя потраченный АТФ и повторно активируя клетку. Мышечные клетки обычно содержат достаточно свободно плавающих АТФ и креатинфосфат для питания примерно 10 секунд интенсивной активности, после чего клетка должна перейти к быстрому процессу гликолиза.

Анаэробный энергетический обмен

Быстрый гликолиз синтезирует АТФ из глюкозы, которая имеется в крови и из гликогена, находящегося в мышцах, причем молочная кислота образуется в качестве побочного продукта. Эта форма энергетического метаболизма связана с кратковременными интенсивными всплесками активности; таких как силовой подъем или спринт — когда сердечно-респираторная система не успевает доставить кислород в рабочие ячейки. По мере быстрого прогрессирования гликолиза, молочная кислота накапливается в мышце, вызывая состояние, известное как лактоацидоз или, что более важно, мышечный ожог. Быстрый гликолиз дает большую часть АТФ, которая используется от десяти секунд до двух минут упражнений, после чего сердечно-респираторная система имеет возможность доставлять кислород в рабочие мышцы.

Аэробный метаболизм происходит одним из двух способов: быстрым гликолизом или окислением жирных кислот. Быстрый гликолиз, как и медленный гликолиз, разрушает глюкозу и гликоген для получения АТФ. Однако, поскольку это происходит в присутствии кислорода, это представляет собой полную химическую реакцию. В то время, как быстрый гликолиз производит две молекулы АТФ, медленный гликолиз способен продуцировать 38 АТФ-молекул из того же количества топлива. Поскольку во время реакции накопление молочной кислоты не происходит, быстрый гликолиз не связан с мышечным ожогом или усталостью.

Процесс окисления жирных кислот

Наконец, самой медленной и наиболее эффективной формой энергетического метаболизма является окисление жирных кислот. Данный процесс, используется для таких видов деятельности, как ремонт и рост клеток, при длительных физических упражнениях, таких как марафон или плавание. Вместо использования глюкозы или гликогена в качестве топлива, этот процесс сжигает жирные кислоты, которые хранятся в организме, и способен продуцировать до 100 АТФ-молекул на единицу жирных кислот. Хотя это высокоэффективный высокоэнергетический процесс, он требует большого количества кислорода и возникает только через полчаса активности низкой интенсивности.

Отправить ответ

avatar