Eroja katabolian ja anabolian välillä

Organismien kemialliset reaktiot, jotka tapahtuvat soluissa elämän ylläpitämiseksi, tunnetaan metabolismina. Aineenvaihdunta on elämän ominaisuus, joka johtuu molekyylien järjestäytyneistä vuorovaikutuksista. Nämä prosessit mahdollistavat organismien kasvavan, lisääntyvän, reagoivan ympäristöönsä ja ylläpitäen rakenteitaan¹.

Aineenvaihdunta jakautuu kahteen yleiseen reaktiotyyppiin. Yleensä katabolia ovat kaikki kemialliset reaktiot, jotka hajottavat molekyylit. Tämä joko nostaa energiaa tai tuottaa yksinkertaisia molekyylejä, jotka rakentavat sitten muita. Anabolia tarkoittaa kaikkia metabolisia reaktioita, jotka rakentavat tai kokoavat monimutkaisempia molekyylejä yksinkertaisemmista¹.

Katabolian ja anabolian prosessit

Kaikki anaboliset prosessit ovat rakentavia, käyttäen emäksisiä molekyylejä organismin sisällä, jotka sitten luovat yhdisteitä, jotka ovat erikoistuneempia ja monimutkaisempia. Anabolismia kutsutaan myös "biosynteesiksi", jolloin lopputuotetta luodaan useista komponenteista. Prosessi vaatii ATP: n energian muodoksi, joka muuttaa kineettisen energian potentiaaliseksi energiaksi. Sitä pidetään endergonisena prosessina, eli se on epäsäännöllinen reaktio, joka vaatii energiaa². Prosessi käyttää energiaa lopputuotteen, kuten kudosten ja elinten, luomiseksi. Nämä kompleksiset molekyylit edellyttävät organismia kasvun, kehityksen ja solujen erilaistumisen keinona³. Anaboliset prosessit eivät käytä happea.

Kataboliset prosessit ovat toisaalta tuhoisat, kun monimutkaisemmat yhdisteet hajoavat ja energia vapautuu ATP: n tai lämmön muodossa - sen sijaan, että kulutettaisiin energiaa kuten anaboliaa. Mahdollinen energia muunnetaan liike-elämästä elinkeinotoiminnalta. Tämä johtaa metabolisen syklin muodostumiseen, jolloin katabolia hajottaa molekyylit, jotka syntyvät anabolian kautta. Organismi käyttää usein monia näistä molekyyleistä, joita käytetään uudelleen useissa eri prosesseissa. Kataboliset prosessit käyttävät happea.

Cellulaarisella tasolla anabolia käyttää monomeerejä polymeerien muodostamiseksi, mikä johtaa monimutkaisempien molekyylien muodostumiseen. Yhteinen esimerkki on aminohappojen (monomeerin) synteesi suuremmiksi ja monimutkaisemmiksi proteiineiksi (polymeeri). Yksi yleisimmistä katabolisista prosesseista on ruoansulatus, jossa nautitut ravintoaineet muunnetaan yksinkertaisemmiksi molekyyleiksi, joita organismi voi sitten käyttää muihin prosesseihin.

Kataboliset prosessit hajottavat monia erilaisia polysakkarideja, kuten glykogeenia, tärkkelyksiä ja selluloosaa. Nämä muutetaan monosakkarideiksi, joihin kuuluvat glukoosi, fruktoosi ja riboosi, joita organismit käyttävät energian muodossa. Anabolian synnyttämät proteiinit muunnetaan aminohapoiksi katabolian kautta edelleen anabolisten prosessien varalta. Kaikki DNA: n tai RNA: n nukleiinihapot muuttuvat kataboloitaviksi pienemmiksi nukleotideiksi, jotka ovat osa luonnollista paranemisprosessia sekä energisiin tarpeisiin.

Organismit luokitellaan käytettävän Catabolism-tyypin perusteella⁴:

Organotroph → Organismi, joka hankkii energiansa orgaanisista lähteistä
Lithotroph → Organismi, joka hankkii energiansa epäorgaanisista substraateista
Phototroph → Organismi, joka saa energiaa auringonvalolta

hormonit

Monet hormoneja säätelevät monet aineenvaihduntaprosessit, joita esiintyy organismissa. Hormonit ovat kemiallisia yhdisteitä, jotka yleensä luokitellaan joko anabolisista tai katabolisista hormoneista riippuen niiden kokonaisvaikutuksesta.

Anaboliset hormonit:

estrogeeni : Hormoni, joka esiintyy sekä naisilla että miehillä. Se on pääosin tuotettu munasarjoissa ja pääasiallisesti säätelee naiseksen seksuaalisia ominaisuuksia (kuten lantion ja rintojen kasvua) ja on myös todettu vaikuttavan luumassaan⁵ ja kuukautiskierron säätely⁶.
Testosteroni : Hormoni, joka esiintyy sekä miehillä että naisilla. Se on pääosin tuotettu testisillä ja pääasiallisesti säätelee maskuliinisia seksuaalisia ominaisuuksia (kuten ääni- ja kasvohoitoja), luun massan lujuutta⁷ ja auttaa rakentamaan ja ylläpitämään lihasmassaa⁸.
Kasvuhormoni : Aivolisäkkeestä syntyvä hormoni, kasvuhormoni stimuloi ja sittemmin säätelee organismin kasvua alkuvaiheessa. Aikuiselämän kypsyyden jälkeen se myös säätelee luun korjaamista⁹.
insuliini : Beetasolut tuottavat tämän hormonin haimassa. Se säätää glukoositasoja ja veren käyttöä. Glukoosi on ensisijainen energianlähde, mutta sitä ei voida käsitellä ilman insuliinia. Jos haima kamppailee tai ei pysty tuottamaan insuliinia, se voi johtaa diabetekseen¹⁰.

Kataboliset hormonit:

glukagoni : Alfa-solujen tuottamat haima-alueet, glukagoni on vastuussa glykogeenivarastojen hajoamisen stimuloimisesta glukoosiin. Glykogeeni esiintyy maksaan varastoiduissa säiliöissä ja kun keho tarvitsee enemmän energiaa (kuten liikunta, suuret stressitasot tai taistelut), glukagoni stimuloi glykogeenin kataboliaa, jolloin glukoosi tulee veressä¹⁰.
Adrenaliini : Tunnetaan myös nimellä "adrenaliini", se luodaan lisämunuaisten. Adrenaliinilla on keskeinen osa fysiologisessa reaktiossa, jota kutsutaan "taisteluksi tai lennoksi". Fysiologisen vasteen aikana bronchioles avautuvat ja syke nopeutuu parantuneen hapen imeytymisen vuoksi. Se on myös vastuussa glukoosin tulvasta kehoon, mikä tarjoaa nopean energianlähteen¹¹.
kortisoli : Sitä kutsutaan myös "stressihormoniksi", se syntetisoidaan lisämunuaisissa. Kun elimistö kokee ahdistusta, pitkittynyttä epämukavuutta tai hermostuneisuutta, kortisoli vapautuu. Tämän seurauksena verenpaine kasvaa, verensokerin taso syntyy ja immuunijärjestelmä heikkenee¹².
sytokiini : Erittäin pieni proteiinihormoni, joka säätelee vuorovaikutusta ja solujen välistä kommunikaatiota kehossa. Sytokiinien jatkuva tuotanto, joka myös hajoaa jatkuvasti, organismin uudelleen käyttämien aminohappojen kanssa. Yleinen esimerkki ovat lymfokiinit ja interleukiini, jossa ne vapautetaan sen jälkeen, kun vieras elin (bakteerit, virus, kasvain tai sienestys) tai loukkaantumisen jälkeen immuunivaste aiheutuu¹³.

Kataboliset ja anaboliset prosessit harjoituksen aikana

Elimistön kehonpaino määräytyy katabolian ja anabolian mukaan. Pohjimmiltaan anabolian kautta vapautuneen energian määrä vähennettynä katabolian kautta käytetylle määrälle on sama kuin sen kokonaispaino. Kaikki ylimääräinen energia, joka ei ole palanut katabolian kautta, säilytetään glykogeenin tai rasvan muodossa maksassa ja lihassäästöissä¹⁴. Vaikka tämä on yksinkertaistettu selitys siitä, miten nämä kaksi prosessia toimivat vuorovaikutuksessa, on helpompi ymmärtää, miten tietyt kataboliset ja anaboliset harjoitukset yhdistyvät ruumiinpainon määrittämiseen.

Anaboliset prosessit johtavat yleensä lihasmassaa, kuten isometriaa tai painon nostamista¹⁵. Kuitenkin kaikki muut anaerobiset harjoitukset, kuten sprintti, väliharjoittelu ja muut korkean intensiteetin toiminnot, ovat myös anabolisia¹⁶. Tällaisten toimintojen aikana elin käyttää välittömiä energian varastoja, kun poistetaan maitohappo, joka on muodostunut lihaksiin². Vasteena lihasmassaa lisätään varautumaan mahdollisiin lisätoimiin. Tämä tarkoittaa, että kataboliset prosessit johtavat suurempaan, voimakkaampaan lihaksistoon sekä vahvistettuihin luihin ja lisääntyneeseen proteiinivarastoon käyttämällä aminohappoja, jotka kaikki yhdistetään ruumiinpainon lisäämiseksi¹⁷.

Tyypillisesti jokainen liikunta, joka on aerobinen, on katabolinen prosessi. Näihin kuuluvat uinti, lenkkeily ja pyöräily sekä muut harjoitukset, jotka aiheuttavat muuntamisen käyttämällä joko glukoosia tai glykogeenia energianlähteenä rasvan polttamiseksi täyttävän energian tarpeeseen¹⁸. Aika on ratkaisevan tärkeää katabolian vauhdittamisessa, sillä sen täytyy palaa glukoosi / glykogeenivarastojen kautta ensin¹⁹. Vaikka molemmat ovat avain kehon rasvamassan vähenemiseen, anabolia ja katabolia ovat vastakkaisia aineenvaihduntaprosesseja, jotka johtavat joko koko kehon painon nousuun tai vähenemiseen. Yhdistelmä kataboliset ja anaboliset harjoitukset mahdollistavat kehon saavuttaa ja ylläpitää ihanteellista painoa.

	kataboliaa	anaboliaa
Määritelmä	Aineenvaihduntaprosesseja, jotka hajottavat yksinkertaiset aineet monimutkaisiin molekyyleihin	Metaboliset prosessit, jotka hajottavat suurempia, monimutkaisia molekyylejä pienempiin aineisiin
energia	- vapauttaa ATP-energiaa - Mahdollinen energia muunnetaan kineettiseksi energiaksi	- Vaatii ATP-energiaa - Kineettinen energia muunnetaan potentiaaliseksi energiaksi
Reaktiotyyppi	Exergonic	Endergonic
hormonit	Adrenaliini, glukagoni, sytokiinit, kortioli	Estrogeeni, testosteroni, kasvohormoni, insuliini
Merkitys	- Tarjoaa energiaa anaboliaa varten - lämmittää kehon - Mahdollistaa lihasten supistumisen	- Tukee uutta solujen kasvua - Tukee energian varastointia - Kudoksen kudosten ylläpito
Happi	Käyttää happea	Ei käytä happea
Vaikutukset harjoitukseen	Kataboliset harjoitukset ovat yleensä aerobisia ja ovat hyviä poltettaessa kaloreita ja rasvaa	Anaboliset harjoitukset, jotka ovat usein anaerobisia ja yleensä lihasmassaa
esimerkit	- soluhengitys - Ruoansulatus - erittyminen	- Assimilaatio eläimillä - Fotosynteesi kasveissa

johtopäätös

Kollektiivisesti katabolia ja anabolia ovat aineenvaihdunnan kaksi osaa. Näiden kahden prosessin keskeinen perustavanlaatuinen ero ovat reaktiotyypit, jotka ovat mukana kussakin.

Anabolismissa käytetään ATP: tä energian muodossa, muuntamalla kineettinen energia kehoon tallennetuksi potentiaaliseksi energeksi, mikä lisää kehon massaa. Se tuottaa endergonisia prosesseja, jotka ovat anaerobisia, jotka esiintyvät fotosynteesin prosessin aikana kasveissa, sekä assimilaatiota eläimissä.

Katabolia vapauttaa energiaa joko ATP: nä tai lämpöä muuttamalla tallennetun potentiaalisen energian kineettiseksi energiaksi. Se palaa monimutkaisia molekyylejä ja vähentää kehon massaa ja tuottaa eksogeenisiä prosesseja, jotka ovat aerobisia ja tapahtuvat soluhengityksen, ruoansulatuksen ja erittymisen aikana.