Анаболизъм и катаболизъм: Определение и примери

Анаболизмът и катаболизмът са двата широки типа биохимични реакции които съставляват метаболизъм. Анаболизмът изгражда сложни молекули от по-прости, докато катаболизмът разгражда големи молекули на по-малки.

Повечето хора мислят за метаболизма в контекста на загуба на тегло и културизъм, но метаболитните пътища са важни за всяка клетка и тъкан в организма. Метаболизмът е как една клетка получава енергия и отстранява отпадъците. Витамини, минерали и кофактори подпомагат реакциите.

Ключови заведения: анаболизъм и катаболизъм

Анаболизмът или биосинтезата е съвкупността от биохимични реакции, които изграждат молекули от по-малки компоненти. Анаболните реакции са

Анаболните реакции са тези, които изграждат сложни молекули от прости. Клетките използват тези процеси, за да направят полимери, израстват тъкани и поправят щети. Например:

• Глицеролът реагира с мастни киселини, за да направи липиди:
  СН₂OHCH (ОН) СН₂OH + C₁₇Н₃₅COOH → CH₂OHCH (ОН) СН₂OOCC₁₇Н₃₅
• Простите захари се комбинират и образуват дизахариди и вода:
  ° С₆Н₁₂О₆ + С₆Н₁₂О₆ → C₁₂Н₂₂О₁₁ + Н₂О
• Аминокиселини съединяват се заедно, за да образуват дипептиди:
  NH₂CHRCOOH + NH₂CHRCOOH → NH₂CHRCONHCHRCOOH + H₂О
• Въглеродният диоксид и водата реагират, за да образуват глюкоза и кислород при фотосинтезата:
  6CO₂ + 6Н₂O → C₆Н₁₂О₆ + 6O₂

Анаболните хормони стимулират анаболните процеси. Примерите за анаболни хормони включват инсулин, който насърчава абсорбцията на глюкоза и анаболни стероиди, които стимулират растежа на мускулите. Анаболното упражнение е анаеробно упражнение, като вдигане на тежести, което също изгражда мускулна сила и маса.

Катаболизмът е съвкупността от биохимични реакции, които разграждат сложни молекули на по-прости. Катаболните процеси са термодинамично благоприятни и спонтанни, така че клетките ги използват за генериране на енергия или за подхранване на анаболизъм. Катаболизмът е ексергоничен, което означава, че отделя топлина и работи чрез хидролиза и окисляване.

Клетките могат да съхраняват полезни суровини в сложни молекули, да използват катаболизъм за разграждането им и да възстановяват по-малките молекули за изграждане на нови продукти. Например катаболизмът на протеини, липиди, нуклеинови киселини и полизахариди генерира съответно аминокиселини, мастни киселини, нуклеотиди и монозахариди. Понякога се генерират отпадни продукти, включително въглероден диоксид, урея, амоняк, оцетна киселина и млечна киселина.

Катаболните процеси са обратната страна на анаболните процеси. Те се използват за генериране на енергия за анаболизъм, освобождаване на малки молекули за други цели, детоксикация на химикали и регулиране на метаболитните пътища. Например:

• По време на клетъчното дишане глюкозата и кислородът реагират, за да се получи въглероден диоксид и вода
  ° С₆Н₁₂О₆ + 6O₂ → 6CO₂ + 6Н₂О
• В клетките хидроксидният пероксид се разлага на вода и кислород:
  2H₂О₂ → 2Н₂О + О₂

Много хормони действат като сигнали за контрол на катаболизма. Катаболните хормони включват адреналин, глюкагон, кортизол, мелатонин, хипокретин и цитокини. Катаболни упражнения са аеробни упражнения като кардио тренировка, която изгаря калории, тъй като мазнините (или мускулите) се разграждат.

Метаболитен път, който може да бъде катаболен или анаболен в зависимост от наличността на енергия, се нарича амфиболичен път. Цикълът на глиоксилат и цикълът на лимонената киселина са примери за амфиболни пътища. Тези цикли могат или да произвеждат енергия, или да я използват, в зависимост от клетъчните нужди.

• Албертс, Брус; Джонсън, Александър; Джулиан, Люис; Раф, Мартин; Робъртс, Кийт; Walter, Peter (2002). Молекулярна биология на клетката (5-то изд.). CRC Press.
• де Болстер, М. W. Г. (1997). „Речник на термините, използвани в биоинорганичната химия“. Международен съюз за чиста и приложна химия.
• Берг, Джеръми М.; Тимочко, Джон Л.; Stryer, Lubert; Гато, Грегъри Дж. (2012). биохимия (7-мо изд.). Ню Йорк: W.H. Фрийман. ISBN 9781429229364.
• Никълс Д. Г. и Фъргюсън С. J. (2002) Биоенергетика (3-то изд.). Академична преса. ISBN 0-12-518121-3.
• Рамзи К. М., Марчева Б., Кохсака А., Бас Дж. (2007). „Часовникът на метаболизма“. Annu. Rev. Nutr. 27: 219–40. DOI:10,1146 / annurev.nutr.27.061406.093546