Anabolizm

Z Anabolizm opisuje budowanie procesów metabolicznych w organizmie. Anaboliczne i kataboliczne procesy metaboliczne są ze sobą ściśle powiązane. Struktura materii zawsze pochłania energię.

Co to jest anabolizm?

Anabolizm i katabolizm są zawsze ze sobą powiązane w procesach metabolicznych. Anabolizm charakteryzuje tworzenie bogatych w energię i złożonych związków z prostych cząsteczek z dodatkiem energii. U roślin fotosynteza jest anabolicznym procesem metabolicznym. Proste związki, takie jak woda, dwutlenek węgla i minerały, są przekształcane w węglowodany, białka i tłuszcze przy pomocy energii słonecznej.

Jednak nie tylko w roślinach, ale również w organizmach zwierząt i ludzi nieustannie zachodzą procesy metabolizmu anabolicznego. Termin anabolizm jest czasami niejasno zdefiniowany. Jednak ustanowienie połączeń w warunkach zużycia energii jawi się jako wspólne kryterium definicji.

Bogate w energię złożone cząsteczki, takie jak węglowodany, białka i tłuszcze, są również gromadzone w organizmie zwierząt i ludzi podczas zużywania energii. W tym samym czasie jednak ludzie i zwierzęta najpierw spożywają węglowodany, białka i tłuszcze wraz z pożywieniem, które są rozkładane wraz z uwolnieniem energii. Te kataboliczne procesy metaboliczne wytwarzają energię do procesów życiowych, a jednocześnie oprócz wody i dwutlenku węgla również proste organiczne produkty rozpadu, takie jak pirogronian, który może być ponownie wykorzystany jako materiał wyjściowy do budowy własnych substancji organizmu. Wymaga to jednak energii, która jest pozyskiwana z katabolicznych procesów metabolicznych i przenoszona do nowych związków poprzez pośredni magazyn energii ATP.

Funkcja i zadanie

Anabolizm jest niezbędny dla organizmu. W węższym sensie anabolizm oznacza odkładanie się białek mięśniowych. Jednak odnosi się do wszystkich procesów budowlanych, które wytwarzają własne białka, tłuszcze i węglowodany. Nie zawsze muszą to być skomplikowane połączenia. Nowa synteza cząsteczki glukozy z pośredniego pirogronianu jest już procesem anabolicznym. Ponieważ to wymaga energii.

Struktura własnych substancji ciała powinna z jednej strony służyć budowaniu struktury i rozwoju organizmu, z drugiej zaś magazynowaniu energii. Do budowy ciała potrzebne są głównie białka i ich podstawowe elementy budulcowe, czyli aminokwasy. Aminokwasy pochodzą z procesów rozpadu białek spożywanych z pożywieniem.

W ramach procesu anabolicznego poszczególne aminokwasy są ponownie składane we własne białka organizmu. Niepotrzebne aminokwasy są dalej przekształcane w proste związki, takie jak dwutlenek węgla, woda, mocznik lub w metabolity metaboliczne, takie jak pirogronian. Pirogronian można dalej rozłożyć lub zastosować jako związek wyjściowy do tworzenia glukozy, aminokwasów lub kwasów tłuszczowych. W ten sposób możliwe jest przekształcenie aminokwasów w glukozę. Procesy kataboliczne i anaboliczne są ze sobą powiązane.

Glukoza może być magazynowana w polimerycznej postaci glukogenu w wątrobie i mięśniach. W razie potrzeby glukogen służy jako potencjalny magazyn energii. Nowo utworzone kwasy tłuszczowe można przekształcić w tłuszcz poprzez estryfikację gliceryną, która jest magazynowana w adipocytach jako rezerwa energii.

Wszystkie procesy budowlane wymagają energii, która jest udostępniana przez bufor energii ATP. ATP zawsze powstaje z ADP poprzez dalsze wiązanie grupy fosforanowej podczas pochłaniania energii. Energia ta pochodzi z katabolicznych procesów metabolicznych.

Złożone procesy metaboliczne w organizmie są kontrolowane przez hormony. Istnieją hormony, które mają tendencję do promowania katabolizmu, takie jak hormony tarczycy, czyli hormony promujące anabolizm.Należą do nich insulina, hormony wzrostu lub hormony płciowe. Procesy anaboliczne mogą również powodować procesy kataboliczne i odwrotnie. Na przykład budowanie mięśni sprzyja utracie tłuszczu. Z drugiej strony utrata mięśni często wiąże się z przyrostem tkanki tłuszczowej.

Choroby i dolegliwości

Choroby związane z anabolizmem są często spowodowane zaburzeniami równowagi hormonalnej. Zaburzenia hormonalne mogą być spowodowane zarówno przyczynami wewnętrznymi, jak i zewnętrznymi. Dobrze znanym przykładem przyczyny zewnętrznej jest nadużywanie sterydów anabolicznych. Sterydy anaboliczne są często stosowane przez sportowców wyczynowych i siłowych w celu promowania wzrostu mięśni. Są to substancje podobne do hormonów, a nawet hormony.

Powszechnie stosowanym sterydem anabolicznym jest męski hormon płciowy, testosteron. Testosteron wspomaga budowanie mięśni zarówno u mężczyzn, jak iu kobiet. Jednak ujawniono wiele szkód wtórnych. U mężczyzn ciągłe stosowanie hormonów zmniejsza produkcję endogennego testosteronu. Po zatrzymaniu anabolizmu następuje gwałtowny spadek wydajności i rozpad mięśni. Synteza hormonów w organizmie nie jest już stymulowana. Między innymi występuje niedobór testosteronu przy słabej sprawności, powiększenie piersi u mężczyzn, problemy psychologiczne, degradacja układu kostno-mięśniowo-szkieletowego, zwiększone ryzyko zawału serca i udaru mózgu, uszkodzenie wątroby i skurczenie jąder wraz z rozwojem niepłodności. U kobiet może dojść do zaburzeń cyklu miesiączkowego. Łechtaczka również się powiększa.

Jeśli anabolizm jest zakłócony przyczynami wewnętrznymi, często rolę odgrywają zaburzenia równowagi hormonalnej. Mogą być dziedziczne lub spowodowane poważnymi chorobami gruczołów wytwarzających hormony. Typowymi przykładami są niedobór i nadprodukcja hormonu wzrostu, somatropiny. Jeśli w dzieciństwie występuje niedobór somatropiny, skutkuje to niskim wzrostem.

Nadprodukcja prowadzi do gigantycznego wzrostu, aw wieku dorosłym do akromegalii, która wiąże się z nadmiernym rozrostem dłoni, stóp, uszu, nosa, brody czy zewnętrznych narządów płciowych. W przypadku nieaktywnej dorosłości dochodzi do wzmożonej utraty mięśni i kości. W tym samym czasie jednak wzrasta tkanka tłuszczowa.

Również w tak zwanym zespole Cushinga coraz bardziej rozkładane są własne białka organizmu. Jednocześnie jednak tłuszcz odkłada się w postaci otyłości tułowia. Tutaj wzrasta hormon kortyzolu, który sprzyja przemianie aminokwasów w glukozę.