Razlike između katabolizma i anabolizma

Ukupnost kemijskih reakcija organizma koje se događaju u stanicama da bi održale njegov život poznat je kao metabolizam. Metabolizam je svojstvo života, koje proizlazi iz urednih interakcija između molekula. Ovi procesi omogućuju organizmima rast, razmnožavanje, reagiranje na okoliš i održavanje njihovih struktura¹.

Metabolizam je podijeljen u dvije općenite vrste reakcija. Općenito govoreći, katabolizam je sve kemijske reakcije koje razgrađuju molekule. Ovo je ili za ekstrakciju energije ili za stvaranje jednostavnih molekula koje potom grade druge. Anabolizam se odnosi na sve metaboličke reakcije koje grade ili sastavljaju složenije molekule od jednostavnijih¹.

Procesi katabolizma i anabolizma

Svi anabolički procesi su konstruktivni, koristeći osnovne molekule u organizmu, koji tada stvaraju više specijalizirane i složenije spojeve. Anabolizam je također poznat i kao 'biosinteza', pri čemu se od mnogih komponenti stvara krajnji proizvod. Proces zahtijeva ATP kao oblik energije, pretvarajući kinetičku energiju u potencijalnu energiju. To se smatra endergonskim procesom, što znači da je nespontana reakcija, koja zahtijeva energiju². Postupak troši energiju za stvaranje krajnjeg proizvoda, poput tkiva i organa. Organizam zahtijeva te složene molekule kao sredstvo za rast, razvoj i diferencijaciju stanica³. Anabolički procesi ne koriste kisik.

Katabolički procesi s druge strane su destruktivni, gdje se složeniji spojevi razgrađuju i energija se oslobađa u obliku ATP-a ili topline - umjesto da troše energiju kao u anabolizmu. Potencijalna energija se pretvara u kinetičku energiju iz zaliha u tijelu. To rezultira stvaranjem metaboličkog ciklusa, pri čemu katabolizam razgrađuje molekule koje nastaju anabolizmom. Tada organizam često koristi mnoge od tih molekula, koje se ponovno koriste u raznim procesima. Katabolički procesi koriste kisik.

Na staničnoj razini anabolizam koristi monomere za formiranje polimera, što rezultira stvaranjem složenijih molekula. Čest je primjer sinteza aminokiselina (monomera) u veće i složenije proteine ​​(polimer). Jedan od najčešćih kataboličkih procesa je probava, gdje se unesene hranjive tvari pretvaraju u jednostavnije molekule koje organizam tada može upotrijebiti za druge procese..

Katabolički procesi djeluju na razgradnju mnogih različitih polisaharida, poput glikogena, škroba i celuloze. Oni se pretvaraju u monosaharide, koji uključuju glukozu, fruktozu i ribozu, koje organizmi koriste kao oblik energije. Proteini koji nastaju anabolizmom pretvaraju se u aminokiseline katabolizmom za daljnje anaboličke procese. Bilo koja nukleinska kiselina u DNK ili RNA, postaje katabolizirana u manje nukleotide koji su sastavni dio prirodnog procesa liječenja i koriste se za energetske potrebe.

Organizmi su klasificirani na temelju vrste katabolizma koji koriste⁴:

• Organotroph → Organizam koji svoju energiju nabavlja iz organskih izvora
• Litotrof → Organizam koji svoju energiju dobiva iz anorganskih supstrata
• Fototrof → Organizam koji svoju energiju stječe sunčevom svjetlošću
  

hormoni

Mnogi metabolički procesi koji se odvijaju u organizmu reguliraju se hormonima. Hormoni su kemijski spojevi, koji se obično klasificiraju ili kao anabolički ili katabolički hormoni, ovisno o njihovom ukupnom učinku.

Anabolički hormoni:

• estrogen: Hormon koji postoji i u žena i u muškaraca. Proizvodi se pretežno u jajnicima i primarno regulira ženske seksualne karakteristike (poput kukova i dojke), a također je utvrđeno da utječe na koštanu masu⁵ i regulacija menstrualnog ciklusa⁶.

• Testosteron: Hormon koji postoji i u muškaraca i u žena. Proizvodi se uglavnom u testisima i primarno regulira muške seksualne karakteristike (poput glasa i dlaka na licu), jačajući koštanu masu⁷ i pomaže u izgradnji i održavanju mišićne mase⁸.

• Hormon rasta: Hormon koji se stvara unutar hipofize, hormon rasta stimulira i naknadno regulira rast organizma u ranom životu. Nakon zrelosti u odraslom životu, regulira i popravljanje kostiju⁹.

• insulin: Beta stanice stvaraju ovaj hormon unutar gušterače. Regulira razinu glukoze i uporabu u krvi. Glukoza je primarni izvor energije, ali ne može se prerađivati ​​bez inzulina. Ako se gušterača bori ili ne može proizvesti inzulin, to može dovesti do dijabetesa¹⁰.

Katabolički hormoni:

• glukagon: Proizveden unutar gušterače od alfa stanica, glukagon je odgovoran za poticanje razgradnje zaliha glikogena u glukozu. Glikogen postoji u rezervoarima pohranjenim u jetri i kada tijelu treba više energije (poput vježbanja, visoke razine stresa ili borbe), glukagon potiče katabolizam glikogena, što rezultira unošenjem glukoze u krv¹⁰.

• Adrenalin: Poznat i kao epinefrin, stvara se unutar nadbubrežne žlijezde. Adrenalin igra temeljnu komponentu u fiziološkoj reakciji koja se naziva "borba ili bijeg". Tijekom fiziološkog odgovora, bronhiole se otvaraju i ubrzava se otkucaji srca radi pojačane apsorpcije kisika. Također je odgovorna za ulijevanje glukoze u tijelo i na taj način osigurava brzi izvor energije¹¹.

• kortizol: Naziva se i 'hormon stresa', a sintetizira se u nadbubrežnoj žlijezdi. Kada organizam osjeti tjeskobu, dugotrajnu nelagodu ili nervozu, oslobađa se kortizol. Krvni tlak se povećava kao rezultat, dolazi do povećanja razine šećera u krvi i imunološkog sustava postaje potisnut¹².

• citokina: Vrlo mali hormon proteina koji regulira interakcije i komunikaciju između stanica u tijelu. Postoji stalna proizvodnja citokina koji se također razgrađuju, a organizam ponovno koristi aminokiseline. Čest primjer su limfokini i interleukin, gdje se oslobađaju nakon imunološkog odgovora nakon invazije stranog tijela (bakterija, virus, tumor ili gljiva) ili nakon ozljede¹³.

Katabolički i anabolički procesi tijekom vježbanja

Tjelesna težina organizma određena je katabolizmom i anabolizmom. Količina energije koja se oslobađa anabolizmom, umanjena za količinu koja se koristi katabolizmom jednaka je ukupnoj težini. Sva viška energije koja nije izgorjela katabolizmom čuva se u obliku glikogena ili masti u jetri i mišićnim rezervama¹⁴. Iako je ovo pojednostavljeno objašnjenje interakcije dvaju procesa, lakše je razumjeti kako se određene kataboličke i anaboličke vježbe kombiniraju za određivanje tjelesne težine.

Anabolički procesi obično rezultiraju povećanjem mišićne mase, poput izometrija ili dizanja utega¹⁵. Međutim, bilo koja druga anaerobna vježba, poput sprintanja, intervalnog treninga i drugih aktivnosti visokog intenziteta, također je anabolička¹⁶. Tijekom razdoblja takvih aktivnosti tijelo troši neposredne zalihe energije, uklanjajući mliječnu kiselinu koja se nakupila u mišićima². Kao odgovor, povećava se mišićna masa u pripremi za daljnje napore. To znači da katabolički procesi rezultiraju većim, jačim mišićima, kao i ojačanim kostima i povećanim rezervama proteina korištenjem aminokiselina, a sve to kombinira se za povećanje tjelesne težine¹⁷.

Obično svaka vježba koja je aerobna je katabolički proces. Tu spadaju plivanje, jogging i biciklizam i druge vježbe koje potiču pretvorbu iz upotrebe glukoze ili glikogena kao energenta u sagorijevanje masti kako bi se zadovoljile povećane potrebe za energijom¹⁸. Vrijeme je ključno za poticanje katabolizma, jer ono prvo mora sagorjeti kroz rezerve glukoze / glikogena¹⁹. Iako su obojica ključna za smanjenje tjelesne masti, anabolizam i katabolizam su kontrastni metabolički procesi koji rezultiraju ili povećanjem ili smanjenjem ukupne tjelesne težine. Kombinirane kataboličke i anaboličke vježbe omogućuju tijelu postizanje i održavanje idealne tjelesne težine.

	katabolizam	Anabolism
definicija	Metabolički procesi koji razgrađuju jednostavne tvari u složene molekule	Metabolički procesi koji razgrađuju veće, složene molekule na manje tvari
energija	-          Otpušta ATP energiju -          Potencijalna energija pretvorena je u kinetičku energiju	-          Zahtijeva ATP energiju -          Kinetička energija pretvorena u potencijalnu energiju
Vrsta reakcije	Exergonic	Endergonic
hormoni	Adrenalin, glukagon, citokini, kortizol	Estrogen, testosteron, hormon rasta, inzulin
Važnost	-          Pruža energiju za anabolizam -          Grije tijelo -          Omogućuje kontrakciju mišića	-          Podržava rast novih stanica -          Podržava skladištenje energije -          Održavanje tjelesnog tkiva
Kisik	Koristi kisik	Ne koristi kisik
Učinci na vježbanje	Kataboličke vježbe su obično aerobne i dobre su u sagorijevanju kalorija i masti	Anaboličke vježbe, često anaerobne prirode i uglavnom su izgradnja mišićne mase
Primjeri	-          Stanično disanje -          Digestija -          Izlučivanje	-          Asimilacija kod životinja -          Fotosinteza u biljkama

Zaključak

Skupno, katabolizam i anabolizam su dvije komponente metabolizma. Ključna temeljna razlika između dva procesa su vrste reakcija koje su uključene u svaki.

Anabolizam koristi ATP kao oblik energije, pretvarajući kinetičku energiju u potencijalnu energiju pohranjenu u tijelu, što povećava tjelesnu masu. Stvara endergonske procese, koji su anaerobni, koji se događaju tijekom procesa fotosinteze u biljkama, kao i asimilacije u životinja.

Katabolizam oslobađa energiju, bilo ATP ili toplinu, pretvarajući pohranjenu potencijalnu energiju u kinetičku energiju. Sagoreva složene molekule, smanjuje tjelesnu masu i stvara ekstrogonske procese, koji su aerobni i nastaju tijekom staničnog disanja, probave i izlučivanja..