Katabolismin ja anabolian väliset erot

Organismin kemiallisten reaktioiden kokonaisuus, joka tapahtuu soluissa ylläpitääkseen sen elämää, tunnetaan aineenvaihdunnana. Aineenvaihdunta on elämän ominaisuus, joka johtuu molekyylien välisistä säännöllisistä vuorovaikutuksista. Nämä prosessit antavat organismeille mahdollisuuden kasvaa, lisääntyä, reagoida ympäristöönsä ja ylläpitää rakenteitaan¹.

Metabolismi on jaettu kahteen yleiseen reaktiotyyppiin. Katabolismi on laajasti kaikkia kemiallisia reaktioita, jotka hajottavat molekyylejä. Tämä on joko energian uuttamiseksi tai yksinkertaisten molekyylien tuottamiseksi, jotka sitten rakentavat muita. Anabolismi tarkoittaa kaikkia metabolisia reaktioita, jotka rakentavat tai kokoavat monimutkaisempia molekyylejä yksinkertaisemmista¹.

Katabolismin ja anabolian prosessit

Kaikki anaboliset prosessit ovat rakentavia, ja niissä käytetään emäksisiä molekyylejä organismissa, jolloin syntyy erikoistuneempia ja monimutkaisempia yhdisteitä. Anaboliaa kutsutaan myös ”biosynteesiksi”, jolloin lopputuote luodaan useista komponenteista. Prosessi vaatii ATP: tä energiamuotona, joka muuntaa kineettisen energian potentiaalienergiaksi. Sitä pidetään endergonisena prosessina, tarkoittaen, että se on ei-spontaani reaktio, joka vaatii energiaa². Prosessi kuluttaa energiaa lopputuotteen, kuten kudosten ja elinten, luomiseen. Organismi tarvitsee näitä monimutkaisia ​​molekyylejä kasvun, kehityksen ja solujen erilaistumisen välineenä³. Anaboliset prosessit eivät käytä happea.

Kataboliset prosessit puolestaan ​​ovat tuhoisia, jolloin monimutkaisemmat yhdisteet hajoavat ja energia vapautuu ATP: n tai lämmön muodossa - sen sijaan että kuluttaisi energiaa kuten anabolismissa. Potentiaalinen energia muunnetaan kineettiseksi energiaksi kehon varastoista. Tämä johtaa metaboolisen syklin muodostumiseen, jolloin katabolismi hajottaa molekyylit, jotka syntyy anabolismin kautta. Organismi käyttää sitten usein monia näistä molekyyleistä, joita käytetään uudelleen monissa prosesseissa. Kataboliset prosessit käyttävät happea.

Solutasolla anabolismi käyttää monomeerejä muodostamaan polymeerejä, mikä johtaa monimutkaisempien molekyylien muodostumiseen. Yleinen esimerkki on aminohappojen (monomeerin) synteesi suuremmiksi ja monimutkaisemmiksi proteiineiksi (polymeeri). Yksi yleisimmistä katabolisista prosesseista on pilkkominen, jossa nautitut ravinteet muunnetaan yksinkertaisemmiksi molekyyleiksi, joita organismi voi sitten käyttää muihin prosesseihin..

Kataboliset prosessit hajottavat monia erilaisia ​​polysakkaridit, kuten glykogeeni, tärkkelykset ja selluloosa. Ne muunnetaan monosakkarideiksi, joihin sisältyy glukoosi, fruktoosi ja riboosi, joita organismit käyttävät energiamuotona. Anabolismin luomat proteiinit muuttuvat aminohapoiksi katabolismin kautta edelleen anabolisia prosesseja varten. Mahdolliset DNA: n tai RNA: n nukleiinihapot kataboloituvat pienemmiksi nukleotideiksi, jotka ovat luonnollisen paranemisprosessin komponentti ja joita käytetään energisiin tarpeisiin.

Organismit luokitellaan käytetyn katabolismin tyypin perusteella⁴:

• Organotroph → Organismi, joka hankkii energiansa orgaanisista lähteistä
• Litotrofi → Organismi, joka hankkii energiansa epäorgaanisilta substraateilta
• Fototrofi → Organismi, joka hankkii energiansa auringonvalosta
  

hormonit

Hormonit säätelevät monia organismin sisällä tapahtuvia aineenvaihduntaprosesseja. Hormonit ovat kemiallisia yhdisteitä, jotka yleensä luokitellaan joko anabolisiin tai katabolisiin hormoihin niiden kokonaisvaikutuksesta riippuen.

Anaboliset hormonit:

• estrogeeni: Hormoni, jota esiintyy sekä naisilla että miehillä. Sitä tuotetaan pääasiassa munasarjoissa ja se säätelee pääasiassa naispuolisia seksuaalisia piirteitä (kuten lonkat ja rintojen kasvu), ja sen on myös havaittu vaikuttavan luumassaan⁵ ja kuukautiskierron säätely⁶.

• Testosteroni: Hormoni, jota esiintyy sekä miehillä että naisilla. Se tuotetaan pääasiassa kiveksissä ja säätelee pääasiassa maskuliinisia seksuaalisia ominaispiirteitä (kuten ääni ja kasvot), vahvistaen luumassaa⁷ ja auttaa rakentamaan ja ylläpitämään lihasmassaa⁸.

• Kasvuhormoni: Aivolisäkkeessä luotu hormoni, kasvuhormoni stimuloi ja säätelee myöhemmin organismin kasvua varhaisessa iässä. Aikuiselämän kypsyyden jälkeen se myös säätelee luun korjaamista⁹.

• insuliini: Beeta-solut luovat tämän hormonin haimassa. Se säätelee verensokeriarvoja ja käyttöä. Glukoosi on ensisijainen energialähde, mutta sitä ei voida käsitellä ilman insuliinia. Jos haima kamppailee tai ei pysty tuottamaan insuliinia, se voi johtaa diabetekseen¹⁰.

Kataboliset hormonit:

• glukagoni: Haiman tuottama alfa-solu, glukagoni vastaa stimuloimaan glykogeenivarastojen hajoamista glukoosiksi. Glykogeenia esiintyy maksaan varastoiduissa säiliöissä ja kun keho tarvitsee enemmän energiaa (kuten liikuntaa, korkeaa stressitasoa tai taistelua), glukagoni stimuloi glykogeenin katabolia, mikä johtaa glukoosin pääsyyn vereen¹⁰.

• Adrenaliini: Tunnetaan myös nimellä 'epinefriini', se syntyy lisämunuaisissa. Adrenaliinilla on keskeinen osa fysiologisessa reaktiossa, jota kutsutaan taisteluksi tai lentoon. Fysiologisen vasteen aikana keuhkoputket avautuvat ja syke kiihtyy hapen parempaan imeytymiseen. Se on myös vastuussa glukoosin tulvimisesta kehossa, mikä tarjoaa nopean energialähteen¹¹.

• kortisoli: Kutsutaan myös ”stressihormoniksi”, sitä syntetisoidaan lisämunuaisissa. Kun organismissa ilmenee ahdistusta, pitkäaikaista vaivaa tai hermostuneisuutta, kortisoli vapautuu. Verenpaine nousee seurauksena, verensokerin nousu esiintyy ja immuunijärjestelmä tukahdutetaan¹².

• sytokiini: Erittäin pieni proteiinihormoni, joka säätelee kehon solujen vuorovaikutusta ja kommunikointia. Sytokiinejä, jotka myös hajoavat jatkuvasti, tuotetaan jatkuvasti, jolloin organismi käyttää aminohappoja uudelleen. Yleinen esimerkki ovat lymfokiinit ja interleukiini, joissa ne vapautuvat immuunivasteen syntyessä vieraan kehon (bakteerit, virus, kasvain tai sieni) tunkeutumisen jälkeen tai vamman jälkeen¹³.

Kataboliset ja anaboliset prosessit harjoituksen aikana

Organismin ruumiinpaino määräytyy katabolismin ja anabolismin avulla. Pohjimmiltaan anabolismin kautta vapautuneen energian määrä vähennettynä katabolismin kautta käytetyllä energiamäärällä vastaa sen kokonaispainoa. Kaikki ylimääräinen energia, jota ei palata katabolismin kautta, varastoituu glykogeenin tai rasvan muodossa maksa- ja lihasvarantoihin¹⁴. Vaikka tämä on yksinkertaistettu selitys kahden prosessin vuorovaikutuksesta, on helpompaa ymmärtää kuinka tietyt kataboliset ja anaboliset harjoitukset yhdistyvät ruumiinpainon määrittämiseksi..

Anaboliset prosessit johtavat yleensä lihasmassan kasvuun, kuten isometriat tai painonnosto¹⁵. Kuitenkin kaikki muut anaerobiset harjoitukset, kuten sprinting, intervalliharjoittelu ja muut korkeaintensiteettiharjoitukset, ovat myös anabolisia¹⁶. Tällaisten aktiviteettien aikana keho kuluttaa välittömiä energiavarastoja poistamalla lihaksiin kertyneen maitohapon². Vastauksena lihasmassaa kasvatetaan valmistautuessa lisätoimiin. Tämä tarkoittaa, että kataboliset prosessit johtavat suurempiin, vahvempiin lihaksiin sekä luiden vahvistumiseen ja lisääntyneisiin proteiinivarantoihin käyttämällä aminohappoja, jotka kaikki yhdistyvät painon nostamiseksi¹⁷.

Tyypillisesti mikä tahansa aerobinen harjoittelu on katabolinen prosessi. Niihin kuuluvat uinti, lenkkeily ja pyöräily sekä muut harjoitukset, jotka saavat aikaan muutoksen joko glukoosin tai glykogeenin käytöstä energialähteenä rasvanpolttoon lisääntyneen energiantarpeen tyydyttämiseksi¹⁸. Aika on ratkaisevan tärkeä katabolismin herättämisessä, koska sen on ensin palava glukoosi- / glykogeenivarannon läpi¹⁹. Vaikka molemmat ovat avaimet kehon rasvamassan vähentämiseen, anabolismi ja katabolismi ovat vastakkaisia ​​aineenvaihduntaprosesseja, jotka johtavat joko kokonaispainon nousuun tai laskuun. Yhdistelmä kataboliset ja anaboliset harjoitukset antavat keholle saavuttaa ja ylläpitää ihanteellista painoa.

	kataboliaa	anaboliaa
Määritelmä	Metaboliset prosessit, jotka hajottavat yksinkertaiset aineet monimutkaisiksi molekyyleiksi	Metaboliset prosessit, jotka hajoavat suurempia, monimutkaisia ​​molekyylejä pienemmiksi aineiksi
energia	-          Vapauttaa ATP-energiaa -          Potentiaalienergia muunnetaan kineettiseksi energiaksi	-          Vaatii ATP-energiaa -          Kineettinen energia muunnetaan potentiaalienergiaksi
Reaktion tyyppi	Exergonic	Endergonic
hormonit	Adrenaliini, glukagon, sytokiinit, kortisoli	Estrogeeni, testosteroni, kasvuhormoni, insuliini
Merkitys	-          Antaa energiaa anabolismille -          Lämmittää vartaloa -          Mahdollistaa lihasten supistumisen	-          Tukee uusien solujen kasvua -          Tukee energian varastointia -          Kehokudoksen ylläpito
Happi	Hyödyntää happea	Ei käytä happea
Vaikutukset liikuntaan	Kataboliset harjoitukset ovat yleensä aerobisia ja polttavat paljon kaloreita ja rasvaa	Anaboliset harjoitukset, luonteeltaan usein anaerobiset ja yleensä rakentavat lihasta
esimerkit	-          Solujen hengitys -          Ruoansulatus -          eritys	-          Assimilaatio eläimissä -          Fotosynteesi kasveissa

johtopäätös

Katabolismi ja anabolismi ovat yhdessä aineenvaihdunnan kaksi komponenttia. Tärkein perustavanlaatuinen ero näiden kahden prosessin välillä on reaktiotyypit, jotka ovat mukana molemmissa.

Anabolismi hyödyntää ATP: tä energiamuotona, joka muuntaa kineettisen energian kehossa varastoituneeksi potentiaalienergiaksi, mikä lisää kehon massaa. Se tuottaa anaerobisia endergonisia prosesseja, jotka tapahtuvat kasvien fotosynteesin aikana, samoin kuin assimilaatiota eläimissä.

Katabolismi vapauttaa energiaa joko ATP: nä tai lämmönä, muuntaen varastoidun potentiaalienergian kineettiseksi energiaksi. Se polttaa monimutkaisia ​​molekyylejä ja vähentää kehon massaa ja tuottaa eksergonisia prosesseja, jotka ovat aerobisia ja tapahtuvat solujen hengityksen, ruuansulatuksen ja erittymisen aikana.