Rozdiely medzi katabolizmom a anabolizmom

Celkom chemických reakcií organizmu, ktoré sa vyskytujú v bunkách na udržanie jeho života, sa nazýva metabolizmus. Metabolizmus je vlastnosť života, ktorá vyplýva z usporiadaných interakcií medzi molekulami. Tieto procesy umožňujú organizmom rásť, množiť sa, reagovať na svoje prostredie a udržiavať svoje štruktúry¹.

Metabolizmus sa delí na dva všeobecné typy reakcií. Všeobecne povedané, katabolizmus sú všetky chemické reakcie, ktoré rozkladajú molekuly. Je to buď na získanie energie, alebo na vytvorenie jednoduchých molekúl, ktoré potom skonštruujú iné. Anabolizmus sa vzťahuje na všetky metabolické reakcie, ktoré vytvárajú alebo zostavujú zložitejšie molekuly z jednoduchších¹.

Procesy katabolizmu a anabolizmu

Všetky anabolické procesy sú konštruktívne a používajú základné molekuly v organizme, ktoré potom vytvárajú špecializovanejšie a komplexnejšie zlúčeniny. Anabolizmus je známy aj ako „biosyntéza“, pričom konečný produkt je tvorený z viacerých komponentov. Tento proces vyžaduje ATP ako formu energie, ktorá premieňa kinetickú energiu na potenciálnu energiu. Považuje sa to za endergonický proces, čo znamená, že je to spontánna reakcia, ktorá si vyžaduje energiu². Tento proces spotrebúva energiu na vytvorenie konečného produktu, napríklad tkanív a orgánov. Tieto komplexné molekuly sú organizmom potrebné ako prostriedok rastu, vývoja a diferenciácie buniek³. Anabolické procesy nepoužívajú kyslík.

Katabolické procesy sú na druhej strane deštruktívne, kde sa rozkladajú zložitejšie zlúčeniny a energia sa uvoľňuje vo forme ATP alebo tepla - namiesto spotreby energie ako pri anabolizme. Potenciálna energia sa z obchodov v tele premieňa na kinetickú energiu. To vedie k tvorbe metabolického cyklu, pri ktorom katabolizmus štiepi molekuly, ktoré sa tvoria anabolizmom. Organizmus potom často používa mnoho z týchto molekúl, ktoré sa znova používajú v rôznych procesoch. Katabolické procesy využívajú kyslík.

Na bunkovej úrovni anabolizmus používa monoméry na tvorbu polymérov, čo vedie k tvorbe komplexnejších molekúl. Bežným príkladom je syntéza aminokyselín (monomér) na väčšie a komplexnejšie proteíny (polymér). Jedným z najbežnejších katabolických procesov je trávenie, pri ktorom sa prijímané živiny premieňajú na jednoduchšie molekuly, ktoré môže organizmus použiť na iné procesy..

Katabolické procesy pôsobia na rozklad mnohých rôznych polysacharidov, napríklad glykogénu, škrobu a celulózy. Tieto sa prevádzajú na monosacharidy, ktoré zahŕňajú glukózu, fruktózu a ribózu, ktoré používajú organizmy ako formu energie. Bielkoviny, ktoré sú tvorené anabolizmom, sa konvertujú na aminokyseliny prostredníctvom katabolizmu, čo vedie k ďalším anabolickým procesom. Akékoľvek nukleové kyseliny v DNA alebo RNA sa katabolizujú na menšie nukleotidy, ktoré sú súčasťou prirodzeného procesu hojenia a používajú sa na energetické potreby..

Organizmy sú klasifikované na základe typu katabolizmu, ktorý používajú⁴:

• organotrofie → Organizmus, ktorý získava svoju energiu z organických zdrojov
• Lithotrof → Organizmus, ktorý získava svoju energiu z anorganických substrátov
• Fototrofia → Organizmus, ktorý získava svoju energiu zo slnečného žiarenia
  

hormóny

Mnoho metabolických procesov, ktoré sa vyskytujú v organizme, je regulované hormónmi. Hormóny sú chemické zlúčeniny, ktoré sa všeobecne klasifikujú ako anabolické alebo katabolické hormóny v závislosti od ich celkového účinku..

Anabolické hormóny:

• estrogénHormón, ktorý existuje u žien aj mužov. Vyrába sa prevažne vo vaječníkoch a primárne reguluje ženské pohlavné vlastnosti (ako je rast bokov a prsníkov) a zistilo sa, že ovplyvňuje aj kostnú hmotu⁵ a regulácia menštruačného cyklu⁶.

• testosterónHormón, ktorý existuje u mužov aj u žien. Vyrába sa prevažne v semenníkoch a reguluje predovšetkým mužské sexuálne vlastnosti (napríklad hlas a vlasy na tvári), čím sa posilňuje kostná hmota⁷ a pomáha budovať a udržiavať svalovú hmotu⁸.

• Rastový hormón: Hormón, ktorý sa vytvára v hypofýze, rastový hormón stimuluje a následne reguluje rast organizmu v ranom veku. Po dospelosti v dospelom veku reguluje aj opravu kostí⁹.

• inzulín: Beta bunky tvoria tento hormón v pankrease. Reguluje hladinu glukózy a jej použitie v krvi. Glukóza je primárnym zdrojom energie, nemôže sa však spracovávať bez inzulínu. Ak pankreas bojuje alebo nie je schopný produkovať inzulín, môže to viesť k cukrovke¹⁰.

Katabolické hormóny:

• glukagón: Glukagón je produkovaný v pankrease alfa bunkami a je zodpovedný za stimuláciu rozkladu zásob glykogénu na glukózu. Glykogén existuje v rezervoároch uložených v pečeni a keď telo potrebuje viac energie (napríklad cvičenie, vysoké hladiny stresu alebo boj), glukagón stimuluje katabolizmus glykogénu, čo má za následok vstup glukózy do krvi.¹⁰.

• adrenalín: Známy tiež ako „adrenalín“, je tvorený v nadobličkách. Adrenalín hrá základnú zložku fyziologickej reakcie nazývanej „boj alebo útek“. Počas fyziologickej odpovede sa priedušky otvárajú a zvyšuje sa srdcová frekvencia, aby sa zvýšila absorpcia kyslíka. Je tiež zodpovedný za zaplavenie glukózy do tela, čím poskytuje rýchly zdroj energie¹¹.

• kortizol: Tiež sa nazýva stresový hormón a je syntetizovaný v nadobličkách. Keď organizmus pociťuje úzkosť, predĺžené nepohodlie alebo nervozitu, uvoľní sa kortizol. Výsledkom je zvýšenie krvného tlaku, zvýšenie hladiny cukru v krvi a potlačenie imunitného systému¹².

• cytokíny: Veľmi malý proteínový hormón, ktorý reguluje interakcie a komunikáciu medzi bunkami v tele. Neustále dochádza k produkcii cytokínov, ktoré sa tiež dôsledne štiepia a aminokyseliny sa v organizme opätovne využívajú. Bežným príkladom sú lymfokíny a interleukín, kde sa uvoľňujú po imunitnej odpovedi po napadnutí cudzím telom (baktériami, vírusmi, nádormi alebo plesňami) alebo po zranení.¹³.

Katabolické a anabolické procesy počas cvičenia

Telesná hmotnosť organizmu je určená katabolizmom a anabolizmom. V podstate množstvo energie uvoľnenej anabolizmom mínus množstvo použité pri katabolizme sa rovná jeho celkovej hmotnosti. Akákoľvek nadbytočná energia nespálená katabolizmom sa ukladá vo forme glykogénu alebo tuku v rezervách pečene a svalov¹⁴. Aj keď je to zjednodušené vysvetlenie toho, ako tieto dva procesy interagujú, uľahčuje sa pochopenie toho, ako sa kombinujú určité katabolické a anabolické cvičenia na určenie telesnej hmotnosti..

Anabolické procesy zvyčajne vedú k zvýšeniu svalovej hmoty, ako sú izometria alebo vzpieranie¹⁵. Akékoľvek iné anaeróbne cvičenie, ako napríklad sprinting, intervalový tréning a iné činnosti s vysokou intenzitou, sú však tiež anabolické¹⁶. Počas týchto aktivít telo vynakladá okamžité zásoby energie s odstránením kyseliny mliečnej, ktorá sa nahromadila vo svaloch.². V dôsledku toho sa svalová hmota zvyšuje v rámci prípravy na akékoľvek ďalšie úsilie. To znamená, že katabolické procesy vedú k väčším, silnejším svalom, ako aj k posilneniu kostí a zvýšeným zásobám bielkovín pomocou aminokyselín, ktoré sa kombinujú na zvýšenie telesnej hmotnosti.¹⁷.

Akékoľvek aeróbne cvičenie je zvyčajne katabolický proces. Patria sem plávanie, jogging a cyklistika a ďalšie cvičenia, ktoré indukujú konverziu z použitia glukózy alebo glykogénu ako zdroja energie na spaľovanie tukov, aby sa splnili zvýšené energetické požiadavky.¹⁸. Pri podnecovaní katabolizmu je rozhodujúci čas, pretože najskôr musí horieť cez zásoby glukózy / glykogénu¹⁹. Aj keď obidve sú kľúčom k zníženiu hmotnosti telesného tuku, anabolizmus a katabolizmus sú v rozpore s metabolickými procesmi, ktoré vedú buď k zvýšeniu alebo zníženiu celkovej telesnej hmotnosti. Kombinované katabolické a anabolické cvičenia umožňujú telu dosiahnuť a udržať ideálnu telesnú hmotnosť.

	katabolizmus	anabolizmus
definícia	Metabolické procesy, ktoré rozdeľujú jednoduché látky na zložité molekuly	Metabolické procesy, ktoré rozdeľujú väčšie komplexné molekuly na menšie látky
energie	-          Uvoľňuje energiu ATP -          Potenciálna energia premenená na kinetickú energiu	-          Vyžaduje energiu ATP -          Kinetická energia premenená na potenciálnu energiu
Typ reakcie	exergonické	endergonické
hormóny	Adrenalín, glukagón, cytokíny, kortizol	Estrogén, testosterón, rastový hormón, inzulín
dôležitosť	-          Poskytuje energiu pre anabolizmus -          Zahreje telo -          Umožňuje kontrakciu svalov	-          Podporuje rast nových buniek -          Podporuje ukladanie energie -          Údržba telesného tkaniva
kyslík	Využíva kyslík	Nepoužíva kyslík
Účinky na cvičenie	Katabolické cvičenia sú zvyčajne aeróbne a dobre spaľujú kalórie a tuky	Anabolické cvičenia, často anaeróbne povahy a vo všeobecnosti sa budujú svalové hmoty
Príklady	-          Dýchanie buniek -          trávenie -          vylučovanie	-          Asimilácia u zvierat -          Fotosyntéza v rastlinách

záver

Spoločne sú katabolizmus a anabolizmus dve zložky metabolizmu. Kľúčový zásadný rozdiel medzi týmito dvoma procesmi sú typy reakcií, ktoré sa podieľajú na každom z nich.

Anabolizmus využíva ATP ako formu energie, ktorá premieňa kinetickú energiu na potenciálnu energiu uloženú v tele, čo zvyšuje telesnú hmotu. Produkuje endergonické procesy, ktoré sú anaeróbne, vyskytujúce sa počas procesu fotosyntézy v rastlinách, ako aj asimilácie u zvierat.

Katabolizmus uvoľňuje energiu, buď ako ATP alebo teplo, a premieňa uloženú potenciálnu energiu na kinetickú energiu. Spaľuje komplexné molekuly a znižuje telesnú hmotu a vytvára exergonické procesy, ktoré sú aeróbne a vyskytujú sa pri dýchaní buniek, trávení a vylučovaní..