Anabolizem in katabolizem: definicija in primeri

Anabolizem in katabolizem sta dve široki vrsti biokemijske reakcije ki sestavljajo presnovo. Anabolizem gradi kompleksne molekule iz preprostejših, medtem ko se katabolizem lomi veliko molekule v manjše.

Večina ljudi razmišlja o metabolizmu v okviru izgube teže in bodibildinga, vendar so presnovne poti pomembne za vsako celico in tkivo v organizmu. Presnova je, kako celica dobi energijo in odstrani odpadke. Vitamini, minerali in kofaktorji pomagajo pri reakcijah.

Ključni ukrepi: anabolizem in katabolizem

Anabolizem ali biosinteza je skupek biokemičnih reakcij, ki tvorijo molekule iz manjših komponent. Anabolične reakcije so

Anabolične reakcije so tiste, ki iz preprostih tvorijo kompleksne molekule. Celice uporabljajo te procese za izdelavo polimeri, zrastejo tkiva in popravijo škodo. Na primer:

• Glicerol reagira z maščobnimi kislinami, da tvori lipide:
  CH₂OHCH (OH) CH₂OH + C₁₇H₃₅COOH → CH₂OHCH (OH) CH₂OOCC₁₇H₃₅
• Preprosti sladkorji se združujejo, da tvorijo disaharide in vodo:
  C₆H₁₂O₆ + C₆H₁₂O₆ → C₁₂H₂₂O₁₁ + H₂O
• Amino kisline združijo in tvorijo dipeptide:
  NH₂CHRCOOH + NH₂CHRCOOH → NH₂CHRCONHCHRCOOH + H₂O
• Ogljikov dioksid in voda reagirata, da tvorita glukozo in kisik pri fotosintezi:
  6CO₂ + 6H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6O₂

Anabolični hormoni spodbujajo anabolične procese. Primeri anaboličnih hormonov vključujejo insulin, ki spodbuja absorpcijo glukoze in anabolični steroidi, ki spodbujajo rast mišic. Anabolična vadba je anaerobna vadba, kot je dviganje uteži, ki prav tako gradi mišično moč in maso.

Katabolizem je skupek biokemijskih reakcij, ki razgradijo kompleksne molekule na enostavnejše. Katabolični procesi so termodinamično ugodni in spontani, zato jih celice uporabljajo za pridobivanje energije ali za napajanje anabolizma. Katabolizem je eksergoničen, kar pomeni, da sprošča toploto in deluje s hidrolizo in oksidacijo.

Celice lahko hranijo koristne surovine v zapletenih molekulah, uporabljajo katabolizem, da jih razgradijo, in pridobivajo manjše molekule za gradnjo novih izdelkov. Na primer, katabolizem beljakovin, lipidov, nukleinskih kislin in polisaharidov ustvari aminokisline, maščobne kisline, nukleotide in monosaharide. Včasih nastajajo odpadki, vključno z ogljikovim dioksidom, sečnino, amonijakom, ocetno kislino in mlečno kislino.

Katabolični procesi so nasprotje anaboličnih procesov. Uporabljajo se za pridobivanje energije za anabolizem, sproščanje majhnih molekul za druge namene, razstrupljanje kemikalij in uravnavanje presnovnih poti. Na primer:

• Med celičnim dihanjem glukoza in kisik reagirata, da dobita ogljikov dioksid in vodo
  C₆H₁₂O₆ + 6O₂ → 6CO₂ + 6H₂O
• V celicah hidroksidni peroksid razpade na vodo in kisik:
  2H₂O₂ → 2H₂O + O₂

Številni hormoni delujejo kot signali za nadzor katabolizma. Katabolni hormoni vključujejo adrenalin, glukagon, kortizol, melatonin, hipokretin in citokine. Katabolična vadba je aerobna vadba, kot je kardio vadba, ki kuri kalorije, ko se maščobe (ali mišice) razgradijo.

Presnovna pot, ki je lahko katabolična ali anabolična, odvisno od razpoložljivosti energije, se imenuje amfibolična pot. Cikel glioksilata in cikel citronske kisline sta primera amfiboličnih poti. Ti cikli lahko proizvedejo energijo ali jo uporabijo, odvisno od celičnih potreb.

• Alberts, Bruce; Johnson, Alexander; Julian, Lewis; Raff, Martin; Roberts, Keith; Walter, Peter (2002). Molekularna biologija celice (5. izd.). CRC Pritisnite.
• de Bolster, M. W. G. (1997). "Slovar izrazov, ki se uporabljajo v bioinorganski kemiji". Mednarodna zveza čiste in uporabne kemije.
• Berg, Jeremy M.; Tymoczko, John L.; Stryer, Lubert; Gatto, Gregory J. (2012). Biokemija (7. izd.). New York: W.H. Freeman. ISBN 9781429229364.
• Nicholls D. G. in Ferguson S. J. (2002) Bioenergetika (3. izd.). Akademski tisk. ISBN 0-12-518121-3.
• Ramsey K. M., Marcheva B., Kohsaka A., Bass J. (2007). "Takt metabolizma". Annu Rev. Nutr. 27: 219–40. doi:10.1146 / annurev.nutr.27.061406.093546