Анаболизам и катаболизам: дефиниција и примери

Анаболизам и катаболизам су две широке врсте биохемијске реакције који чине метаболизам. Анаболизам гради сложене молекуле од једноставнијих, док се катаболизам распада молекули на мање.

Већина људи размишља о метаболизму у контексту мршављења и бодибилдинга, али метаболички путеви важни су за сваку ћелију и ткиво у организму. Метаболизам је како ћелија добија енергију и уклања отпад. Витамини, минерали и кофактори помажу реакцијама.

Кључни кораци: анаболизам и катаболизам

Анаболизам или биосинтеза је скуп биохемијских реакција које граде молекуле из мањих компоненти. Анаболичке реакције су

Анаболичке реакције су оне које граде сложене молекуле од једноставних. Ћелије користе ове процесе за прављење полимери, раст ткива и санирање оштећења. На пример:

• Глицерол реагује с масним киселинама и ствара липиде:
  ЦХ₂ОХЦХ (ОХ) ЦХ₂ОХ + Ц₁₇Х₃₅ЦООХ → ЦХ₂ОХЦХ (ОХ) ЦХ₂ООЦЦ₁₇Х₃₅
• Једноставни шећери се комбинирају да формирају дисахариде и воду:
  Ц₆Х₁₂О₆ + Ц₆Х₁₂О₆ → Ц₁₂Х₂₂О₁₁ + Х₂О
• Амино киселине удруже се у формирање дипептида
  НХ₂ЦХРЦООХ + НХ₂ЦХРЦООХ → НХ₂ЦХРЦОНХЦХРЦООХ + Х₂О
• Угљени диоксид и вода реагирају на стварање глукозе и кисика у фотосинтези:
  6ЦО₂ + 6Х₂О → Ц₆Х₁₂О₆ + 6О₂

Анаболички хормони подстичу анаболичке процесе. Примери анаболичких хормона укључују инсулин који поспешује апсорпцију глукозе и анаболички стероиди, који подстичу раст мишића. Анаболичка вежба је анаеробна вежба, као што је дизање тегова, која такође гради снагу и масу мишића.

Катаболизам је скуп биохемијских реакција које разбијају сложене молекуле на једноставније. Катаболички процеси су термодинамички повољни и спонтани, па их ћелије користе за производњу енергије или за подстицање анаболизма. Катаболизам је екстрогоничан, што значи да ослобађа топлоту и делује хидролизом и оксидацијом.

Ћелије могу да складиште корисне сировине у сложеним молекулама, користе катаболизам да би их разградиле и опорављале мање молекуле за изградњу нових производа. На пример, катаболизам протеина, липида, нуклеинских киселина и полисахарида ствара аминокиселине, масне киселине, нуклеотиде и моносахариде. Понекад настају отпадни производи, укључујући угљен диоксид, уреа, амонијак, сирћетну киселину и млечну киселину.

Катаболички процеси су обрнути анаболички процеси. Користе се за производњу енергије за анаболизам, ослобађање малих молекула у друге сврхе, детоксикацију хемикалија и регулисање метаболичких путева. На пример:

• Током ћелијског дисања глукоза и кисеоник реагирају да би добили угљендиоксид и воду
  Ц₆Х₁₂О₆ + 6О₂ → 6ЦО₂ + 6Х₂О
• У ћелијама се хидроксидни пероксид распада на воду и кисеоник:
  2Х₂О₂ → 2Х₂О + О₂

Многи хормони делују као сигнали за контролу катаболизма. Катаболички хормони укључују адреналин, глукагон, кортизол, мелатонин, хипокретин и цитокине. Катаболичка вежба је аеробна вежба као што је кардио вежбање, која сагорева калорије док се разграђују масти (или мишићи).

Метаболички пут који може бити катаболички или анаболички у зависности од расположивости енергије назива се амфиболичким путем. Циклус гликоксилата и циклус лимунске киселине су примери амфиболичних путева. Ови циклуси могу или произвести енергију или је користити, у зависности од ћелијских потреба.

• Албертс, Бруце; Јохнсон, Алекандер; Јулиан, Левис; Рафф, Мартин; Робертс, Кеитх; Валтер, Петер (2002). Молекуларна биологија ћелије (5. изд.). ЦРЦ Пресс.
• де Болстер, М. В. Г. (1997). „Речник појмова који се користе у биоинорганској хемији“. Међународна унија чисте и примењене хемије.
• Берг, Јереми М.; Тимоцзко, Јохн Л.; Стриер, Луберт; Гатто, Грегори Ј. (2012). Биохемија (7. изд.). Нев Иорк: В.Х. Фрееман. ИСБН 9781429229364.
• Ницхоллс Д. Г. и Фергусон С. Ј. (2002) Биоенергетика (3. изд.). Ацадемиц Пресс. ИСБН 0-12-518121-3.
• Рамсеи К. М., Марцхева Б., Кохсака А., Басс Ј. (2007). "Такт метаболизма". Анну. Рев. Нутр. 27: 219–40. дои:10.1146 / аннурев.нутр.27.061406.093546