Forskelle mellem katabolisme og anabolisme

Totaliteten af ​​en organismes kemiske reaktioner, der sker i celler for at opretholde dens levetid, er kendt som metabolisme. Metabolisme er en egenskab ved livet, der stammer fra ordnede interaktioner mellem molekyler. Disse processer gør det muligt for organismer at vokse, reproducere, reagere på deres miljø og vedligeholde deres strukturer¹.

Metabolisme er opdelt i to generelle reaktionstyper. Stort set er katabolisme alle de kemiske reaktioner, der nedbryder molekyler. Dette er enten for at udtrække energi eller til at producere enkle molekyler, der derefter konstruerer andre. Anabolisme henviser til alle metaboliske reaktioner, der bygger eller samler mere komplekse molekyler fra enklere¹.

Processerne med katabolisme og anabolisme

Alle anabolske processer er konstruktive ved hjælp af basiske molekyler i en organisme, som derefter skaber forbindelser, der er mere specialiserede og komplekse. Anabolisme er også kendt som 'biosyntese', hvorved der oprettes et slutprodukt fra et antal komponenter. Processen kræver ATP som en form for energi, der omdanner kinetisk energi til potentiel energi. Det betragtes som en endergonic proces, hvilket betyder, at det er en ikke-spontan reaktion, der kræver energi². Processen bruger energi til at skabe slutproduktet, såsom væv og organer. Disse komplekse molekyler kræves af organismen som et middel til vækst, udvikling og celledifferentiering³. Anabolske processer bruger ikke ilt.

Kataboliske processer er på den anden side destruktive, hvor mere komplekse forbindelser nedbrydes og energi frigives i form af ATP eller varme - i stedet for at forbruge energi som i anabolisme. Potentiel energi omdannes til kinetisk energi fra butikker i kroppen. Dette resulterer i dannelsen af ​​den metaboliske cyklus, hvorved katabolisme nedbryder molekylerne, der oprettes gennem anabolisme. En organisme bruger derefter ofte mange af disse molekyler, der igen bruges i forskellige processer. Kataboliske processer bruger ilt.

På et cellulært niveau bruger anabolisme monomerer til at danne polymerer, hvilket resulterer i dannelse af mere komplekse molekyler. Et almindeligt eksempel er syntese af aminosyrer (monomeren) i større og mere komplekse proteiner (polymeren). En af de mest almindelige kataboliske processer er fordøjelse, hvor indtagne næringsstoffer omdannes til mere enkle molekyler, som en organisme derefter kan bruge til andre processer.

Kataboliske processer virker til at nedbryde mange forskellige polysaccharider, såsom glykogen, stivelse og cellulose. Disse omdannes til monosaccharider, der inkluderer glukose, fruktose og ribose, der bruges af organismer som en form for energi. Proteiner, der er skabt af anabolisme, omdannes til aminosyrer gennem katabolisme til yderligere anabolske processer. Eventuelle nukleinsyrer i DNA eller RNA bliver kataboliseret til mindre nukleotider, der er en del af den naturlige helingsproces og bruges til energiske behov.

Organismer klassificeres på grundlag af den type katabolisme, de bruger⁴:

• Organotroph → En organisme, der henter sin energi fra organiske kilder
• Lithotroph → En organisme, der henter sin energi fra uorganiske underlag
• Phototroph → En organisme, der får sin energi fra sollys
  

Hormoner

Mange metaboliske processer, der forekommer i en organisme, reguleres af hormoner. Hormoner er kemiske forbindelser, der generelt klassificeres som enten anabolske eller katabolske hormoner, afhængigt af deres samlede virkning.

Anabolske hormoner:

• Østrogen: Et hormon, der findes i både kvinder og mænd. Det produceres overvejende i æggestokkene og regulerer primært feminine seksuelle egenskaber (såsom hofter og brystvækst), og det har også vist sig at påvirke knoglemasse⁵ og regulering af menstruationscyklussen⁶.

• Testosteron: Et hormon, der findes i både mænd og kvinder. Det produceres overvejende inden for testikler og regulerer primært maskuline seksuelle egenskaber (såsom stemme og ansigtshår), hvilket styrker knoglemassen⁷ og hjælper med at opbygge og vedligeholde muskelmasse⁸.

• Væksthormon: Et hormon, der skabes i hypofysen, væksthormon stimulerer og efterfølgende regulerer væksten af ​​organismen i det tidlige liv. Efter modenhed i voksenlivet regulerer det også knoglereparation⁹.

• Insulin: Betaceller skaber dette hormon i bugspytkirtlen. Det regulerer glukoseniveauer og anvendelse i blodet. Glukose er en primær energikilde, men den kan ikke behandles uden insulin. Hvis bugspytkirtlen kæmper eller ikke er i stand til at producere insulin, kan det føre til diabetes¹⁰.

Kataboliske hormoner:

• glucagon: Fremstillet i bugspytkirtlen af ​​alfaceller er glukagon ansvarlig for at stimulere nedbrydning af glykogenlagre til glukose. Glykogen findes i reservoirer, der er opbevaret i leveren, og når kroppen har brug for mere energi (såsom motion, høje stressniveauer eller kampe), stimulerer glukagon katabolismen af ​​glycogen, hvilket resulterer i, at glukose trænger ind i blodet¹⁰.

• Adrenalin: Det er også kendt som 'epinefrin', og det oprettes i binyrerne. Adrenalin spiller en grundlæggende komponent i en fysiologisk reaktion kaldet 'fight or flight'. Under den fysiologiske respons åbner bronchioler sig, og hjerterytmen accelereres for forbedret iltabsorption. Det er også ansvarlig for at oversvømme glukose i kroppen og dermed give en hurtig energikilde¹¹.

• Cortisol: Også kaldet 'stresshormon', syntetiseres det i binyrerne. Når en organisme oplever angst, langvarig ubehag eller nervøsitet, frigøres kortisol. Blodtrykket stiger som et resultat, en stigning i niveauet af blodsukker opstår og immunsystemet undertrykkes¹².

• Cytokine: Et meget lille proteinhormon, der regulerer interaktion og kommunikation mellem celler i kroppen. Der er en konstant produktion af cytokiner, der også konsekvent nedbrydes, med aminosyrer genbrugt af organismen. Et almindeligt eksempel er lymfokiner og interleukin, hvor de frigives, når der opstår en immunreaktion efter invasion af et fremmedlegeme (bakterier, virus, tumor eller svamp) eller efter en skade¹³.

Kataboliske og anabolske processer under træning

En organismes kropsvægt bestemmes af katabolisme og anabolisme. I det væsentlige er mængden af ​​energi frigivet gennem anabolisme minus den mængde, der bruges gennem katabolisme, lig med dens samlede vægt. Eventuel overskydende energi, der ikke forbrændes gennem katabolisme, opbevares i form af glykogen eller fedt i lever- og muskelreserver¹⁴. Selvom dette er en forenklet forklaring af, hvordan de to processer interagerer, gør det det lettere at forstå, hvordan visse katabolske og anabolske øvelser kombineres for at bestemme kropsvægt.

Anabolske processer resulterer normalt i en stigning i muskelmasse, såsom isometrik eller vægtløftning¹⁵. Imidlertid er enhver anden øvelse, der er anaerob, såsom sprint, intervalltræning og andre aktiviteter med høj intensitet, også anabolske¹⁶. I perioder med sådanne aktiviteter udvider kroppen øjeblikkelige energilagre med fjernelse af mælkesyre, der er opbygget i muskler². Som svar øges muskelmasse som forberedelse til enhver yderligere indsats. Dette betyder, at katabolske processer resulterer i større, stærkere muskler samt styrkede knogler og øgede proteinereserves ved hjælp af aminosyrer, alt sammen for at øge kropsvægten¹⁷.

Enhver aerob øvelse er typisk en katabolisk proces. Disse inkluderer svømning, jogging og cykling og andre øvelser, der inducerer en konvertering fra at bruge enten glukose eller glykogen som en energikilde, til at brænde fedt for at imødekomme det øgede energibehov¹⁸. Tid er afgørende for at tilskynde til katabolisme, da den først skal brænde gennem glucose / glykogenreserver¹⁹. Mens begge er nøglen til en reduktion i kropsfedtmassen, er anabolisme og katabolisme kontrastfulde metaboliske processer, der resulterer i enten en stigning eller fald i den samlede kropsvægt. En kombination af kataboliske og anabolske øvelser gør det muligt for kroppen at nå og opretholde den ideelle kropsvægt.

	katabolisme	anabolisme
Definition	Metabolske processer, der nedbryder enkle stoffer i komplekse molekyler	Metabolske processer, der nedbryder større, komplekse molekyler til mindre stoffer
Energi	-          Frigiver ATP-energi -          Potentiel energi konverteret til kinetisk energi	-          Kræver ATP-energi -          Kinetisk energi konverteret til potentiel energi
Reaktionstype	eksergoniske	Endergonic
Hormoner	Adrenalin, Glucagon, Cytokiner, Cortisol	Østrogen, testosteron, væksthormon, insulin
Betydning	-          Giver energi til anabolisme -          Opvarmer kroppen -          Aktiverer muskelsammentrækning	-          Understøtter ny cellevækst -          Understøtter lagring af energi -          Vedligeholdelse af kropsvæv
Ilt	Udnytter ilt	Udnytter ikke ilt
Effekter på træning	Kataboliske øvelser er normalt aerobe og er gode til at forbrænde kalorier og fedt	Anabolske øvelser, ofte anaerobe i naturen og er generelt muskelmasseopbygning
eksempler	-          Celleånding -          Fordøjelse -          udskillelse	-          Assimilering hos dyr -          Fotosyntese i planter

Konklusion

Samlet set er katabolisme og anabolisme de to komponenter i stofskiftet. Den vigtigste grundlæggende forskel mellem de to processer er de reaktionstyper, der er involveret i hver.

Anabolisme bruger ATP som en form for energi, der omdanner kinetisk energi til potentiel energi, der er lagret i kroppen, hvilket øger kropsmassen. Det producerer endergoniske processer, der er anaerobe, der forekommer under fotosynteseprocessen i planter samt assimilering hos dyr.

Katabolisme frigiver energi, enten som ATP eller varme, og omdanner lagret potentiel energi til kinetisk energi. Det forbrænder komplekse molekyler og formindsker kropsmasse og producerer exergoniske processer, der er aerobe og forekommer under celle respiration, fordøjelse og udskillelse.