Pomozte vývoji webu a sdílení článku s přáteli!
Metabolismus je soubor redoxních reakcí (oxidačně-redukční), které prostřednictvím regulace a využití bílkovin, sacharidů, tuků, vitamínů a minerálních látek umožňují mimo jiné růst organismů, regulaci tělesné teploty, tvorbu energie a udržení vitálních funkcí. Takové chemické reakce, které probíhají na buněčné úrovni a jsou enzymaticky vedeny, jsou organizovány do drah, které mohou být anabolické nebo katabolické. Anabolismus a katabolismus jsou tedy dvě fáze, které tvoří metabolický proces a jejichž rovnováha je nezbytná pro dosažení přežití živých bytostí, často vystavených přírodním nebo antropickým poruchám a změnám. Ale z čeho přesně se skládají? Fungují stejným způsobem?
Pokud se chcete dozvědět více o metabolismu, pokračujte ve čtení tohoto článku Zeleného ekologa, kde také můžete objevit rozdíly mezi anabolismem a katabolismem.
Co je anabolismus
Anabolismus o biosyntéza, jak název napovídá, je konstruktivní fáze metabolismu, která spočívá v generování složitých organických molekul (jako jsou sacharidy, lipidy, tuky, bílkoviny nebo nukleové kyseliny) z jednoduchých. Proto, funkce anabolismu jsou spojeny s údržbou, opravou a růstem tkání a skladováním energie.
Mezi jeho vlastnosti stojí za zmínku, že:
- Anabolické dráhy nebo cesty, které shromažďují chemické reakce tohoto procesu, jsou také známé jako divergentní.
- Tyto syntézní reakce jsou obecně redukční a endergonické. Co to znamená? Že na jedné straně zúčastněné molekuly nebo ionty získávají elektrony a na druhé straně k tomu, aby proběhly, potřebují zdroj energie, kterým je normálně ATP (adenosintrifosfát), pocházející z katabolických fází.
- V tomto případě je energie spotřebována tělem.
- Proces je podobný ve všech buňkách.
- Může být autotrofní (jako v případě fotosyntézy nebo chemosyntézy) nebo heterotrofní (jako u sacharidů v glukoneogenezi a v glykogenogenezi, s lipidy a proteiny), přičemž oba typy se liší původem jednoduchých prekurzorových molekul (aminokyseliny, monosacharidy, nukleotidy). Jsou-li tyto molekuly tvořeny z organické hmoty jiných živých bytostí, hovoříme o heterotrofním anabolismu; naopak, pokud jsou syntetizovány z jejich vlastních organických látek a zdrojů energie, je proces biosyntézy autotrofní.
- Podílejí se na něm hormony jako estrogen, inzulin, růstový hormon a testosteron.
Jako v každém biologickém procesu je možné identifikovat různé fáze, v tomto případě konkrétně existují 3 fáze anabolismu:
- Nejprve dochází ke generování prekurzorů, z nichž některé mohou pocházet z poslední fáze katabolismu.
- Za druhé, tyto prekurzory jsou aktivovány molekulami ATP.
- Nakonec dochází k tvorbě komplexních molekul.
Příklady anabolismu
Jakmile byl představen koncept anabolismu, s vodítky z předchozí části, mohl byste říci, jaký typ reakce je fotosyntéza, katabolická nebo anabolická? Pokračujte ve čtení tohoto článku, protože níže najdete několik příkladů anabolismu, stručně vysvětlených, které zcela objasní vaše pochybnosti a zodpoví položenou otázku.
Lipogeneze
Je to proces, při kterém přebytečnou energii, kterou přijímáme stravou, naše tělo využívá prostřednictvím acetyl CoA k tvorbě mastných kyselin.
Glykogenogeneze
Spočívá ve výrobě glykogenu z glukózy-6-fosfátu a probíhá v játrech a svalech. Tento proces je podobný amylogenezi u rostlin (tvorba škrobu), na rozdíl od skutečnosti, že v tomto případě je zdrojem energie nebo aktivační molekulou UTP (uridintrifosfát) a nikoli ATP.
Glukoneogeneze
Glukoneogeneze nebo neoglykogeneze je proces syntézy glukózy, vycházející z prekurzorů, které nejsou sacharidy a které mohou být převedeny na pyruvát nebo oxaloacetát (například: laktát, glycerol, různé aminokyseliny). Probíhá především v játrech (90 %) a ledvinách (10 %), což pomáhá mozku a svalům získávat glukózu nezbytnou k pokrytí jejich energetických potřeb.
Fotosyntéza, chemosyntéza
Jak jsme naznačili dříve a v reakci na výše položenou otázku, oba typy procesů jsou autotrofní anabolismy, které se skládají z vytváření jednoduchých organických molekul z jiných anorganických molekul, jako je CO2, H2O nebo NH3. Rozdíl mezi fotosyntézou a chemosyntézou spočívá v tom, že potřebná energie se získává ze slunečního záření, místo aby pocházela z redoxních reakcí. Doporučujeme vám přečíst si tento další článek o Co je proces fotosyntézy a jeho důležitosti.
Co je katabolismus
Katabolismus o destruktivní metabolismusNaopak spočívá v přeměně nebo degradaci velkých molekul organické hmoty (sacharidy, tuky, bílkoviny) na menší (kyselina mléčná, CO2, NH3). Mezi funkce katabolismuZa zmínku stojí degradace organických živin a získávání chemické energie z těchto stejných živin.
Některé z hlavních funkcí, které je třeba zdůraznit, jsou:
- Metabolické dráhy nebo dráhy jsou konvergentní, což znamená, že počínaje mnoha různými substráty zůstává na konci procesu pouze několik produktů.
- Reakce, které obsahuje, jsou oxidativní a exergonické povahy; to znamená, že v nich zúčastněné molekuly nebo ionty ztrácejí elektrony a dochází k uvolňování energie.
- Epinefrin, kortizol, cytokiny nebo glukagon jsou příklady katabolických hormonů.
Stejně jako v anabolismu můžeme identifikovat 3 etapy katabolismu, ve kterém:
- Nejprve dochází k rozkladu velkých a složitých organických molekul na aminokyseliny, monosacharidy a mastné kyseliny.
- Později jsou produkty první fáze transportovány do buněk, aby se dosáhlo větší degradace a získaly se tedy jednodušší molekuly v procesu, při kterém se uvolňuje energie.
- Nakonec dochází k oxidaci koenzymů, které se účastní elektronového transportního řetězce.
Příklady katabolismu
Tento koncept nadále známe uvedením některých příkladů katabolismu:
Dýchání a fermentace
Dýchání a fermentace jsou dva důležité a široce známé katabolické procesy, které, přestože sestávají ze získávání energie ze složitých organických molekul a sdílení první fáze glykolýzy, jsou výrazně odlišné.
Kromě jiných faktorů se liší přítomností/nepřítomností kyslíku, přičemž jde o anaerobní fermentaci ve srovnání s aerobním dýcháním; v konečném akceptoru elektronů, což je organická sloučenina při fermentaci a anorganická látka při dýchání; a především tím, že při fermentaci není dosaženo úplného odbourání glukózy, zatímco při dýchání ano.
Krebsův cyklus
Krebsův cyklus je další katabolický proces, který konfiguruje jednu ze 4 fází buněčného dýchání. Také se nazývá cyklus kyseliny citrónové nebo trikarboxylové kyseliny a skládá se z oxidace sacharidů, mastných kyselin a aminokyselin až do získání CO2 jako konečného produktu.
Trávení
Tento proces, jak dobře víme, zahrnuje štěpení organických živin, které přijímáme stravou, na další složky, které jsou jednodušší a snáze využitelné tělem k pokrytí potravin, a tedy i energetických potřeb.
Glykogenolýza
Glykogenolýza, jak je naznačeno příponou -olýza (rozpouštění, rozklad), je metabolická cesta pro rozklad glykogenu, ze které se získává glukóza. V tomto procesu je nejdůležitějším enzymem glykogen fosforyláza.
Glykolýza
Je to soubor chemických reakcí, které v rámci procesu trávení umožňují degradaci glukózy, přičemž se získají některé konečné produkty nebo jiné, v závislosti na přítomnosti nebo nepřítomnosti kyslíku, pyruvát nebo laktát.
Jaký je rozdíl mezi anabolismem a katabolismem
Hlavní rozdíl mezi anabolismem a katabolismem je v tom, že jde o dva typy reakcí vzájemně se doplňují a jsou dány současně k dosažení rovnováhy, nutně oponovat. To znamená, jak bylo vysvětleno v celém článku, katabolismus spočívá v degradaci velkých organických molekul za účelem získání jednodušších; Zatímco naopak anabolismus využívá energii uvolněnou v katabolických procesech k výrobě složitějších z jednoduchých molekul.
V souladu s tím vším a při vědomí vlivu, který mají všechny tyto metabolické reakce na růst živých bytostí, je zajímavé zmínit, že podle von Bertalanffyho (jeho Růstový model se široce používá v mořských studiích k odhadu vztahu mezi věkem a velikostí ryb), organismy se vyvíjejí, když anabolismus převyšuje katabolismus, zatímco jejich růst se zastaví, když je velikost obou procesů stejná.
Na hlavním obrázku článku můžete vidět a tabulka rozdílů mezi anabolismem a katabolismem shrnuto, ale také vám doporučujeme zhlédnout toto video, které je shrnutím rozdílu a vztahu mezi anabolismem a katabolismem vysvětleným biologem.
Pokud si chcete přečíst více článků podobných Rozdíl mezi anabolismem a katabolismem, doporučujeme vstoupit do naší kategorie Biologie.
Bibliografie- Glukoneogeneze. Obnoveno z: https://www.uv.es/marcof/Tema17.pdf
- Katabolismus. I.B. MONFORTE. BIOLOGIE 2º BAC. Převzato z: https://www.edu.xunta.gal/centros/iesriocabe/system/files/u1/T_203_Catabolismo.pdf
