A katabolizmus és az anabolizmus közötti különbségek

A szervezet azon kémiai reakcióinak összességét, amelyek a sejtekben megtörténnek az élet fenntartása érdekében, metabolizmusnak nevezzük. A metabolizmus az élet tulajdonsága, mely a molekulák szabályos kölcsönhatásából származik. Ezek a folyamatok lehetővé teszik az organizmusok számára, hogy szaporodjanak, szaporodjanak, reagáljanak környezetükre és fenntarthassák szerkezetét¹.

A metabolizmus két általános reakciótípusra oszlik. Általánosságban elmondható, hogy a katabolizmus az összes kémiai reakció, amely lebontja a molekulákat. Ennek célja az energia kinyerése, vagy egyszerű molekulák előállítása, amelyek másokat építkeznek. Az anabolizmus minden olyan anyagcsere-reakciót jelent, amely összetettebb molekulákat épít vagy összeállít az egyszerűbbekből¹.

A katabolizmus és az anabolizmus folyamata

Az összes anabolikus folyamat konstruktív, alapvető molekulákat használva a szervezetben, amelyek azután vegyületeket hoznak létre, amelyek sokkal speciálisabbak és összetettebbek. Az anabolizmust „bioszintézisnek” is nevezik, amelynek során a végtermék számos összetevőből áll elő. A folyamat megköveteli az ATP-t mint az energia egy formáját, amely a kinetikus energiát potenciális energiává alakítja. Endergonikus folyamatnak tekintik, azaz nem-spontán reakció, amely energiát igényel². A folyamat felhasználja az energiát a végtermék, például szövetek és szervek létrehozására. Ezeket a komplex molekulákat a szervezet igényel a növekedés, fejlődés és a sejtek differenciálódásának eszközeként³. Az anabolikus folyamatok nem használnak oxigént.

A katabolikus folyamatok viszont pusztítóak, ahol bonyolultabb vegyületek bomlanak le, és az energia ATP vagy hő formájában szabadul fel - ahelyett, hogy energiát fogyasztanak, mint az anabolizmusban. A potenciális energiát a test raktáraiból kinetikus energiává alakítják. Ennek eredményeként az anyagcsere-ciklus kialakul, amelynek során a katabolizmus lebontja az anabolizmus által létrehozott molekulákat. Egy organizmus ezután gyakran használja ezeket a molekulákat, amelyeket ismételten felhasználnak különféle folyamatokban. A katabolikus folyamatok felhasználják az oxigént.

Sejtes szinten az anabolizmus a monomereket polimerek előállításához használja fel, ami összetettebb molekulák képződését eredményezi. Gyakori példa az aminosavak (monomer) szintézise nagyobb és összetettebb fehérjékké (polimer). Az egyik leggyakoribb katabolikus folyamat az emésztés, ahol a bevitt tápanyagokat egyszerűbb molekulákká alakítják, amelyeket egy organizmus felhasználhat más folyamatokra.

A katabolikus folyamatok számos különféle poliszacharid lebontására szolgálnak, mint például a glikogén, keményítők és a cellulóz. Ezeket monoszacharidokká alakítják, amelyek tartalmazzák a glükózt, a fruktózt és a ribozt, amelyeket az organizmusok energia formájában használnak. Az anabolizmus által létrehozott proteinek katabolizmus útján aminosavakká alakulnak a további anabolikus folyamatokhoz. A DNS-ben vagy RNS-ben levő nukleinsavak kisebb nukleotidokká katabolizálódnak, amelyek a természetes gyógyulási folyamat egyik alkotóeleme, és energiás felhasználásra is felhasználhatók.

A organizmusokat az alkalmazott katabolizmus típusa szerint osztályozzák⁴:

• Organotroph → Egy szervezet, amely szerves forrásokból nyeri el energiáját
• Litotróf → Egy szervezet, amely szervetlen szubsztrátumokból nyeri el energiáját
• Fototróf → Olyan szervezet, amely energiáját a napfényből nyeri el
  

hormonok

Számos anyagcserét, amely egy szervezetben zajlik le, hormonok szabályozzák. A hormonok olyan kémiai vegyületek, amelyeket általában anabolikus vagy katabolikus hormonként sorolnak be, az általános hatástól függően.

Anabolikus hormonok:

• Az ösztrogén: Olyan hormon, amely mind a nőkben, mind a férfiakban létezik. Elsősorban a petefészekben termelődik, és elsősorban a nőies szexuális jellemzőket (például a csípőt és az emlőnövekedést) szabályozza, és azt is kimutatták, hogy befolyásolja a csonttömeget⁵ és a menstruációs ciklus szabályozása⁶.

• tesztoszteron: Olyan hormon, amely mind férfiakban, mind nőkben létezik. Főleg herékben termelődik, és elsősorban a férfias szexuális tulajdonságokat (például hang és arcszőrzet) szabályozza, erősítve a csonttömeget⁷ és segít az izomtömeg felépítésében és fenntartásában⁸.

• Növekedési hormon: Egy olyan hormon, amely az agyalapi mirigyben jön létre, a növekedési hormon serkenti és később szabályozza a szervezet növekedését a korai életkorban. A felnőttkor érettségét követően a csontok javulását is szabályozza⁹.

• Inzulin: A béta-sejtek ezt a hormont hozzák létre a hasnyálmirigyben. Szabályozza a vér glükózszintjét és felhasználását. A glükóz az elsődleges energiaforrás, azonban inzulin nélkül nem képes feldolgozni. Ha a hasnyálmirigy küzd vagy nem képes inzulint előállítani, akkor diabéteszhez vezethet¹⁰.

Katabolikus hormonok:

• A glukagon: A hasnyálmirigy alfa-sejtek által termelt glükagon felelõs a glikogén raktárak glükózra bomlásának stimulálásáért. A glikogén létezik a májban tárolt tározókban, és amikor a testnek több energiára van szüksége (például testmozgáshoz, magas stresszszinthez vagy harchoz), a glukagon serkenti a glikogén katabolizmusát, amelynek eredményeként a glükóz jut a vérbe¹⁰.

• Adrenalin: „Adrenalinként” is ismert, a mellékvesékben jön létre. Az adrenalin alapvető alkotóeleme a „küzdelemnek vagy repülésnek” nevezett fiziológiai reakciónak. A fiziológiás válasz során a hörgők megnyílnak és felgyorsul a pulzus az oxigén fokozott felszívódása érdekében. Ugyancsak felelős a glükóznak a testbe juttatásáért, ezáltal gyors energiaforrást biztosítva¹¹.

• A kortizol: Stresszhormonnak is nevezik, és mellékveseiben szintetizálódik. Amikor egy szervezet szorongást, tartós kellemetlenséget vagy idegességet tapasztal, a kortizol felszabadul. Ennek eredményeként növekszik a vérnyomás, emelkedik a vércukorszint, és az immunrendszer elnyomódik¹².

• A citokin: Nagyon kicsi fehérjehormon, amely szabályozza a test sejtjeinek kölcsönhatásait és kommunikációját. Folyamatosan termelődik olyan citokinek, amelyek szintén következetesen lebontásra kerülnek, és az aminosavakat a szervezet újra felhasználja. Gyakori példa a limfokinek és az interleukin, amelyek idegen test (baktériumok, vírus, daganat vagy gomba) invázióját követő immunválasz felszabadulása vagy sérülés után felszabadulnak.¹³.

Katabolikus és anabolikus folyamatok edzés közben

Egy szervezet testtömegét a katabolizmus és az anabolizmus határozza meg. Alapvetően az anabolizmus révén felszabaduló energiamennyiség, levonva a katabolizmus során felhasznált energiát, megegyezik annak teljes tömegével. A katabolizmus útján nem égett felesleges energia glikogén vagy zsír formájában tárolódik a máj- és izomtartalékban¹⁴. Bár ez a két folyamat kölcsönhatásának egyszerűsített magyarázata, megkönnyíti annak megértését, hogy egyes katabolikus és anabolikus gyakorlatok miként kombinálják a testtömeg meghatározását..

Az anabolikus folyamatok általában az izomtömeg növekedését eredményezik, például izometria vagy súlyemelés¹⁵. Minden más anaerob testgyakorlás, például sprint, intervallum edzés és egyéb nagy intenzitású tevékenységek szintén anabolikus¹⁶. Az ilyen tevékenységek időszakaiban a test azonnali energiát vesz fel, az izmokban felhalmozódott tejsav eltávolításával². Ennek eredményeként az izomtömeg növekszik a további erőfeszítésekre való felkészülés során. Ez azt jelenti, hogy a katabolikus folyamatok nagyobb, erősebb izmokat, megerősített csontokat és megnövekedett fehérjetartalmakat eredményeznek aminosavak felhasználásával, amelyek mindegyike kombinálva növeli a testtömegét¹⁷.

Általában minden aerob gyakorlat katabolikus folyamat. Ide tartoznak az úszás, a kocogás és a kerékpározás, valamint más olyan gyakorlatok, amelyek indukálják az átalakulást a glükóz vagy glikogén energiaforrásként történő felhasználásáról zsírégetésre a megnövekedett energiaigény kielégítése érdekében¹⁸. Az idő döntő jelentőségű a katabolizmus ösztönzésében, mivel ennek először a glükóz / glikogén tartalékokon kell átégetnie¹⁹. Noha mindkettő kulcsfontosságú a testzsír tömeg csökkentéséhez, az anabolizmus és a katabolizmus ellentétes anyagcsere folyamatok, amelyek akár az egész testtömeg növekedését, akár csökkenését eredményezhetik. A kombinált katabolikus és anabolikus gyakorlatok lehetővé teszik a test számára az ideális testtömeg elérését és fenntartását.

	katabolizmus	Anabolizmus
Meghatározás	Metabolikus folyamatok, amelyek bontják az egyszerű anyagokat komplex molekulákká	Metabolikus folyamatok, amelyek nagyobb, komplex molekulákat bontanak kisebb anyagokra
Energia	-          Kibocsátja az ATP energiát -          A potenciális energia kinetikus energiává alakul	-          ATP energiát igényel -          A kinetikus energiát potenciális energiává alakítják
Reakció típusa	Exergonic	Endergonic
hormonok	Adrenalin, glükagon, citokinek, kortizol	Ösztrogén, tesztoszteron, növekedési hormon, inzulin
fontosság	-          Energiat nyújt az anabolizmushoz -          Melegíti a testet -          Lehetővé teszi az izmok összehúzódását	-          Támogatja az új sejtek növekedését -          Támogatja az energia tárolását -          A testszövet karbantartása
Oxigén	Hasznosítja az oxigént	Nem használ oxigént
Hatások a testmozgásra	A katabolikus gyakorlatok általában aerobak és jó kalóriát és zsírt égetnek el	Anabolikus gyakorlatok, gyakran anaerob jellegűek és általában izomtömeg-építő jellegűek
Példák	-          Sejtek légzése -          Emésztés -          Kiválasztás	-          Asszimiláció állatokban -          Fotoszintézis növényekben

Következtetés

Összességében a katabolizmus és az anabolizmus az anyagcsere két alkotóeleme. A két folyamat közötti alapvető különbség a reakciótípus, amely részt vesz az egyes folyamatokban.

Az anabolizmus az ATP-t az energia egyik formájaként használja fel, és a kinetikus energiát a testben tárolt potenciális energiává alakítja, ami növeli a testtömegét. Endergonikus, anaerob folyamatokat állít elő, amelyek a növényekben végzett fotoszintézis során, valamint az állatokban történő asszimiláció során fordulnak elő..

A katabolizmus energiát bocsát ki, akár ATP, akár hőként, a tárolt potenciális energiát kinetikus energiává alakítva. Bonyolult molekulákat éget és csökkenti a testtömeget, és exergonikus folyamatokat hoz létre, amelyek aerobak és a sejtek légzése, emésztése és kiválasztása során alakulnak ki..