Биохимические основы жизнедеятельности организма человека - Волков Н.И., Несен Э.Н. 2000

Биохимические основы жизнедеятельности организма человека
Обмен веществ в организме
Катаболические и анаболические реакции - две стороны обмена веществ

В обмене веществ выделяют два взаимосвязанных, но разнонаправленных процесса — анаболизм и катаболизм (рис. 7).

Анаболизм (ассимиляция) — это процессы синтеза сложных химичес­ких веществ из простых молекул. В процессе анаболизма образуются нуклеиновые кислоты, белки и другие макромолекулы организма. Эта сторо­на обмена включает и реакции распада питательных веществ при пищева­рении, так как они обеспечивают поступление в клетки строительного материала и энергии, необходимых для процессов анаболизма. Анаболи­ческие реакции протекают с использованием химической энергии в виде АТФ или НАДН₂.

Рис. 7 Взаимосвязь анаболических и катаболических процессов обмена веществ

Катаболизм (диссимиляция) — это процессы распада сложных ве­ществ в клетках организма до более простых или до образования низко­молекулярных конечных продуктов распада (СO₂, Н₂O, NH₃ и др.) и выве­дения их из организма. Катаболические реакции сопровождаются выделе­нием свободной энергии, которая заключена в сложных молекулах органи­ческих веществ. Часть этой энергии превращается в химическую форму энергии (АТФ, НАДН₂ и др.) и запасается в клетках организма. Большая часть энергии рассеивается в виде тепла.

Анаболизм и катаболизм — разнонаправленные процессы и протекают независимо друг от друга. Однако они тесно взаимосвязаны между собой. Катаболические процессы поставляют метаболиты и энергию для процес­сов анаболизма. Анаболические реакции накапливают (запасают) сложные питательные вещества и энергию, что создает возможность дальнейших реакций катаболизма (см. рис. 7).

Скорость и сбалансированность анаболических и катаболических про­цессов зависят от многих факторов и прежде всего от возраста и двига­тельной активности человека. Так, у детей анаболические процессы преоб­ладают над катаболическими. Это создает условия для роста организма, накопления мышечной массы. Анаболические процессы протекают с боль­шими затратами энергии, поэтому детям не рекомендуются тяжелые и дли­тельные физические нагрузки, которые могут затормозить процессы роста.

После 17—20 лет, когда прекращаются процессы роста, устанавлива­ется сбалансированность отдельных сторон обмена, как и у взрослых лю­дей. Для взрослого организма характерно динамическое равновесие про­цессов синтеза (анаболизма) и распада (катаболизма). Это фиксируется по относительному постоянству массы тела.

В стареющем организме преобладают катаболические процессы, что приводит к уменьшению содержания структурных белков, ферментов, гормонов и других функционально важных веществ. В связи с этим сни­жаются скоростно-силовые способности организма, возможности его приспособления и восстановления после физических нагрузок. Поэтому стареющий организм плохо переносит максимальные, особенно силовые, физические нагрузки. Однако умеренные физические нагрузки повышают интенсивность обменных процессов и продлевают период высокой функ­циональной активности организма.

Нарушение сбалансированности анаболических и катаболических процессов наблюдается при ряде заболеваний, неправильном питании, воздействии неблагоприятных факторов среды, чрезмерных физических нагрузках, неправильной организации тренировочного процесса.

Под воздействием физических нагрузок повышается общая интенсив­ность обмена веществ, особенно усиливаются катаболические процессы в скелетных мышцах и других тканях организма. Они обеспечивают энергией работающие мышцы. Скорость анаболизма при этом из-за дефицита энергии снижается.

В период отдыха после выполненной работы напряженно функциони­руют оба процесса. Их сбалансированность наступает после восстановле­ния процессов биосинтеза белка, которые в зависимости от вида выпол­ненной физической работы могут длиться от 12 до 24 ч. Поэтому в прак­тике спорта для характеристики процессов восстановления организма спортсмена после тренировки определяют метаболиты белкового обмена.

В период восстановления после физических нагрузок наблюдается из­быточное накопление отдельных энергетических субстратов и белковых соединений, что называется процессом сверхвосстановления. Такая при­способляемость обмена веществ создает условия для повышения функци­ональных возможностей организма, совершенствования его физических способностей в процессе спортивней тренировки.