Αναβολισμός και Καταβολισμός: Ορισμός και Παραδείγματα

Ο αναβολισμός και ο καταβολισμός είναι οι δύο ευρείς τύποι βιοχημικές αντιδράσεις που συνθέτουν μεταβολισμός. Ο αναβολισμός δημιουργεί περίπλοκα μόρια από απλούστερους, ενώ ο καταβολισμός σπάει μόρια σε μικρότερες.

Οι περισσότεροι άνθρωποι σκέφτονται το μεταβολισμό στο πλαίσιο της απώλειας βάρους και bodybuilding, αλλά οι μεταβολικές οδοί είναι σημαντικές για κάθε κύτταρο και ιστό σε έναν οργανισμό. Ο μεταβολισμός είναι πώς ένα κύτταρο παίρνει ενέργεια και απομακρύνει τα απόβλητα. Βιταμίνες, τα ανόργανα άλατα και οι συμπαράγοντες βοηθούν τις αντιδράσεις.

Βασικά τρόφιμα: αναβολισμός και καταβολισμός

Αναβολισμός ή βιοσύνθεση είναι το σύνολο βιοχημικών αντιδράσεων που κατασκευάζουν μόρια από μικρότερα συστατικά. Αναβολικές αντιδράσεις είναι endergonic, που σημαίνει ότι απαιτούν ενέργεια για την πρόοδο και δεν είναι αυθόρμητες. Συνήθως, οι αναβολικές και καταβολικές αντιδράσεις συζεύγνυνται, με τον καταβολισμό να παρέχει το ενέργεια ενεργοποίησης για αναβολισμό. ο υδρόλυση του τριφωσφορική αδενοσίνη (ATP) εξουσίες πολλές αναβολικές διεργασίες. Γενικά, συμπύκνωση και οι αντιδράσεις μείωσης είναι οι μηχανισμοί πίσω από τον αναβολισμό.

Οι αναβολικές αντιδράσεις είναι αυτές που κατασκευάζουν σύνθετα μόρια από απλά. Τα κύτταρα χρησιμοποιούν αυτές τις διαδικασίες για να κάνουν πολυμερή, να αναπτυχθεί ιστός και να αποκατασταθεί η βλάβη. Για παράδειγμα:

• Η γλυκερόλη αντιδρά με λιπαρά οξέα για να παράγει λιπίδια:
  CH₂ΟΗΟΗ (ΟΗ) ΟΗ₂ΟΗ + Ο₁₇H₃₅COOH → CH₂ΟΗΟΗ (ΟΗ) ΟΗ₂OOCC₁₇H₃₅
• Τα απλά σάκχαρα συνδυάζονται για να σχηματίσουν δισακχαρίτες και νερό:
  ντο₆H₁₂Ο₆ + C₆H₁₂Ο₆ → C₁₂H₂₂Ο₁₁ + Η₂Ο
• Αμινοξέα συνδέονται μαζί για να σχηματίσουν διπεπτίδια:
  NH₂CHRCOOH + NH₂CHRCOOH → NH₂CHRCONHCHRCOOH + Η₂Ο
• Το διοξείδιο του άνθρακα και το νερό αντιδρούν για να σχηματίσουν γλυκόζη και οξυγόνο στη φωτοσύνθεση:
  6CO₂ + 6Η₂O → C₆H₁₂Ο₆ + 6Ο₂

Οι αναβολικές ορμόνες διεγείρουν τις αναβολικές διεργασίες. Παραδείγματα αναβολικών ορμονών περιλαμβάνουν την ινσουλίνη, η οποία προάγει την απορρόφηση της γλυκόζης, και αναβολικά στεροειδή, τα οποία διεγείρουν την ανάπτυξη των μυών. Η αναβολική άσκηση είναι μια αναερόβια άσκηση, όπως η άρση βαρών, η οποία επίσης δημιουργεί μυϊκή δύναμη και μάζα.

Ο καταβολισμός είναι το σύνολο των βιοχημικών αντιδράσεων που διασπούν τα σύνθετα μόρια σε απλούστερα. Οι καταβολικές διεργασίες είναι θερμοδυναμικά ευνοϊκές και αυθόρμητες, έτσι τα κύτταρα τα χρησιμοποιούν για να παράγουν ενέργεια ή για να τροφοδοτήσουν αναβολισμό. Ο καταβολισμός είναι εξωγενής, που σημαίνει ότι απελευθερώνει θερμότητα και λειτουργεί μέσω υδρόλυσης και οξείδωσης.

Τα κύτταρα μπορούν να αποθηκεύσουν χρήσιμες πρώτες ύλες σε σύνθετα μόρια, να χρησιμοποιήσουν τον καταβολισμό για να τα διασπάσουν και να ανακτήσουν τα μικρότερα μόρια για την κατασκευή νέων προϊόντων. Για παράδειγμα, ο καταβολισμός πρωτεϊνών, λιπιδίων, νουκλεϊκών οξέων και πολυσακχαριτών δημιουργεί αμινοξέα, λιπαρά οξέα, νουκλεοτίδια και μονοσακχαρίτες, αντίστοιχα. Μερικές φορές δημιουργούνται απόβλητα, όπως το διοξείδιο του άνθρακα, η ουρία, η αμμωνία, το οξικό οξύ και το γαλακτικό οξύ.

Οι καταβολικές διεργασίες είναι το αντίστροφο των αναβολικών διεργασιών. Χρησιμοποιούνται για να παράγουν ενέργεια για αναβολισμό, να απελευθερώνουν μικρά μόρια για άλλους σκοπούς, να αποτοξινώνουν χημικές ουσίες και να ρυθμίζουν μεταβολικές οδούς. Για παράδειγμα:

• Κατά τη διάρκεια της κυτταρικής αναπνοής, η γλυκόζη και το οξυγόνο αντιδρούν ώστε να αποδώσουν διοξείδιο του άνθρακα και νερό
  ντο₆H₁₂Ο₆ + 6Ο₂ → 6CO₂ + 6Η₂Ο
• Στα κύτταρα, το υπεροξείδιο του υδροξειδίου αποσυντίθεται σε νερό και οξυγόνο:
  2Η₂Ο₂ → 2Η₂O + O₂

Πολλές ορμόνες δρουν ως σήματα για τον έλεγχο του καταβολισμού. Οι καταβολικές ορμόνες περιλαμβάνουν αδρεναλίνη, γλυκαγόνη, κορτιζόλη, μελατονίνη, υποκριτίνη και κυτοκίνες. Η καταβολική άσκηση είναι η αερόβια άσκηση, όπως μια προπόνηση καρδιο, η οποία καίει τις θερμίδες καθώς το λίπος (ή ο μυς) διασπάται.

Μια μεταβολική οδός που μπορεί να είναι καταβολική ή αναβολική ανάλογα με τη διαθεσιμότητα ενέργειας ονομάζεται αμφιβληστροειδής οδός. Ο κύκλος γλυοξυλικού εστέρα και ο κύκλος του κιτρικού οξέος είναι παραδείγματα αμφιβιτικών πορειών. Αυτοί οι κύκλοι μπορούν είτε να παράγουν ενέργεια είτε να την χρησιμοποιούν, ανάλογα με τις κυτταρικές ανάγκες.

• Alberts, Bruce. Johnson, Αλέξανδρος. Τζούλιαν, Λιούις. Raff, Martin; Roberts, Keith; Walter, Peter (2002). Μοριακή Βιολογία του Κυττάρου (5η έκδοση). CRC Press.
• de Bolster, Μ. W. ΣΟΛ. (1997). "Γλωσσάριο όρων που χρησιμοποιούνται στη βιοργανική χημεία". Διεθνής Ένωση Καθαρής και Εφαρμοσμένης Χημείας.
• Berg, Jeremy Μ.; Tymoczko, John L.; Stryer, Lubert. Gatto, Gregory J. (2012). Βιοχημεία (7η έκδ.). New York: W.H. Freeman. ISBN 9781429229364.
• Νicholls D. ΣΟΛ. και Ferguson S. J. (2002) Βιοενέργεια (3η έκδ.). Academic Press. ISBN 0-12-518121-3.
• Ramsey K. Μ., Marcheva Β., Kohsaka Α., Bass J. (2007). "Το ρολόι του μεταβολισμού". Annu. Στροφή μηχανής. Nutr. 27: 219–40. doi:10.1146 / ετησίως.27.061406.093546