Anaboolia ja katabolism: määratlus ja näited

Anaboolia ja katabolism on kaks laialt levinud tüüpi biokeemilised reaktsioonid mis moodustavad ainevahetus. Anaboolia ehitab keerukamaid molekule lihtsamatest, samas kui katabolism puruneb suureks molekulid väiksemateks.

Enamik inimesi mõtleb ainevahetusele kaalulanguse ja kulturismi kontekstis, kuid ainevahetuse rajad on olulised iga organismi raku ja koe jaoks. Ainevahetus on see, kuidas rakk saab energiat ja eemaldab jäätmed. Vitamiinid, mineraalid ja kofaktorid abistavad reaktsioone.

Peamised võtmed: anaboolia ja katabolism

Anaboolia või biosüntees on biokeemiliste reaktsioonide kogum, mis konstrueerib molekule väiksematest komponentidest. Anaboolsed reaktsioonid on

Anaboolsed reaktsioonid on need, mis ehitavad keerukatest molekulidest lihtsad. Rakud kasutavad neid protsesse valmistamiseks polümeerid, kudede kasvatamine ja kahjustuste parandamine. Näiteks:

• Glütserool reageerib rasvhapetega lipiidide moodustamiseks:
  CH₂OHCH (OH) CH₂OH + C₁₇H₃₅COOH → CH₂OHCH (OH) CH₂OOCC₁₇H₃₅
• Lihtsed suhkrud moodustavad disahhariide ja vett:
  C₆H₁₂O₆ + C₆H₁₂O₆ → C₁₂H₂₂O₁₁ + H₂O
• Aminohapped ühinege dipeptiidide moodustamiseks:
  NH₂CHRCOOH + NH₂CHRCOOH → NH₂CHRCONHCHRCOOH + H₂O
• Süsinikdioksiid ja vesi reageerivad, moodustades fotosünteesis glükoosi ja hapniku:
  6CO₂ + 6H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6O₂

Anaboolsed hormoonid stimuleerivad anaboolseid protsesse. Anaboolsete hormoonide näideteks on insuliin, mis soodustab glükoosi imendumist, ja anaboolsed steroidid, mis stimuleerivad lihaste kasvu. Anaboolsed treeningud on anaeroobsed treeningud, näiteks raskuste tõstmine, mis suurendavad ka lihasjõudu ja massi.

Katabolism on biokeemiliste reaktsioonide kogum, mis lagundab keerulised molekulid lihtsamaks. Kataboolsed protsessid on termodünaamiliselt soodsad ja iseeneslikud, seega kasutavad rakud neid energia tootmiseks või anaboolsuse suurendamiseks. Katabolism on eksergooniline, see tähendab, et see vabastab soojust ja toimib hüdrolüüsi ja oksüdeerimise kaudu.

Rakud saavad ladustada kasulikke tooraineid keerukates molekulides, kasutada katabolismi nende lagundamiseks ja väiksemate molekulide taastamiseks uute toodete valmistamiseks. Näiteks genereerib valkude, lipiidide, nukleiinhapete ja polüsahhariidide katabolism vastavalt aminohappeid, rasvhappeid, nukleotiide ja monosahhariide. Mõnikord tekivad jäätmed, sealhulgas süsinikdioksiid, karbamiid, ammoniaak, äädikhape ja piimhape.

Kataboolsed protsessid on anaboolsete protsesside vastupidised küljed. Neid kasutatakse energia tootmiseks anabolismiks, väikeste molekulide vabastamiseks muudel eesmärkidel, kemikaalide detoksifitseerimiseks ja ainevahetuse radade reguleerimiseks. Näiteks:

• Rakulise hingamise ajal reageerivad glükoos ja hapnik süsinikdioksiidi ja vee saamiseks
  C₆H₁₂O₆ + 6O₂ → 6CO₂ + 6H₂O
• Rakkudes laguneb hüdroksiidperoksiid vette ja hapnikuks:
  2H₂O₂ → 2H₂O + O₂

Paljud hormoonid toimivad katabolismi kontrolli all hoidmiseks. Kataboolsete hormoonide hulka kuuluvad adrenaliin, glükagoon, kortisool, melatoniin, hüpokretiin ja tsütokiinid. Kataboolne treening on aeroobne treening, näiteks kardiotreening, mille käigus põletatakse kaloreid rasva (või lihase) lagunemisel.

Metabolist rada, mis võib sõltuvalt energia saadavusest olla kas kataboolne või anaboolne, nimetatakse amfiboolseks rajaks. Glüoksülaadi tsükkel ja sidrunhappe tsükkel on amfiboolsete radade näited. Need tsüklid võivad sõltuvalt raku vajadustest energiat toota või seda kasutada.

• Alberts, Bruce; Johnson, Alexander; Julian, Lewis; Raff, Martin; Roberts, Keith; Walter, Peter (2002). Raku molekulaarbioloogia (5. väljaanne). CRC Press.
• de Bolster, M W. G. (1997). "Bioorgaanilises keemias kasutatavate mõistete sõnastik". Rahvusvaheline Puhta ja Rakenduskeemia Liit.
• Berg, Jeremy M.; Tymoczko, John L.; Stryer, Lubert; Gatto, Gregory J (2012). Biokeemia (7. väljaanne). New York: W.H. Freeman. ISBN 9781429229364.
• Nicholls D G. ja Ferguson S. J. (2002) Bioenergeetika (3. toim.). Akadeemiline ajakirjandus. ISBN 0-12-518121-3.
• Ramsey K. M., Marcheva B., Kohsaka A., Bass J (2007). "Ainevahetuse kellavärk". Annu. Rev. Toit. 27: 219–40. doi:10.1146 / annurev.nutr.27.061406.093546