Katabolizm

Zgodnie z terminem Katabolizm podsumowano wszystkie procesy metaboliczne organizmu, w trakcie których złożone i niekiedy wysokocząsteczkowe białka, węglowodany (polisacharydy) i tłuszcze są rozkładane na prostsze składniki - głównie przy produkcji energii. Poszczególne elementy budulcowe są następnie dostępne do syntezy nowych potrzebnych substancji lub są dalej rozkładane i wydalane.

Co to jest katabolizm?

Procesy metaboliczne, które obejmują rozpad substancji o wyższej masie cząsteczkowej do substancji o niższej masie cząsteczkowej, są podsumowane pod pojęciem katabolizmu. Są to przeważnie procesy wieloetapowe lub wieloetapowe, w większości egzotermiczne.

Procesy egzotermiczne są kontrolowane biokatalitycznie przez enzymy, witaminy i hormony, aby móc wykorzystać uwolnioną dla organizmu energię w postaci ciepła lub energii chemicznej do endotermicznego gromadzenia się substancji i ochrony bezpośredniego środowiska reakcji przed oparzeniami.

Organizm jest zależny od produkcji energii w procesie katabolicznych procesów metabolicznych, ponieważ w przeciwieństwie do roślin zielonych nie jest w stanie przeprowadzić fotosyntezy, na której wytwarzaniu energii i przekształcaniu jej w energię chemiczną, którą można zmagazynować, opiera się całe życie tlenowe.

Węglowodany są rozkładane przez enzymy, takie jak amylazy i sacharazy, do tworzenia cukrów prostych, a nawet glukozy. Glukoza może być z kolei metabolizowana do dwutlenku węgla i wody do budowy nowych substancji lub dalej z produkcją energii i wydalana.

Katabolizm białek i tłuszczów obejmuje podobne procesy rozpadu. Białka o dużej masie cząsteczkowej są rozkładane na peptydy o niskiej masie cząsteczkowej, aż do uzyskania pojedynczych aminokwasów, które są dalej metabolizowane lub wykorzystywane do budowy nowych białek. Tłuszcze są rozkładane na kwasy tłuszczowe, a następnie metabolizowane w podobny sposób jak węglowodany.

Funkcja i zadanie

Katabolizm lub kataboliczne procesy metaboliczne spełniają cztery różne główne zadania i funkcje. Pierwszym głównym zadaniem jest wytwarzanie energii w postaci użytecznego ciepła lub w postaci energii chemicznej do późniejszego wykorzystania ciepła lub do endotermicznego gromadzenia się nowych potrzebnych substancji. W razie potrzeby, na przykład, skrobia utworzona i przechowywana w procesach anabolicznych jest z powrotem przekształcana w glukozę poprzez przemiany kataboliczne i udostępniana komórce.

Kolejnym zadaniem jest dostarczenie produktów rozpadu białek, węglowodanów i tłuszczów, które są potrzebne do anabolizmu (budowania metabolizmu), do budowy nowych substancji. Jest to rodzaj procesu recyklingu, zwanego również ścieżką ratunkową. Istotną zaletą jest to, że składanie białek, enzymów i hormonów z poddanych recyklingowi większych kawałków jest mniej kosztowne energetycznie niż ich synteza od podstaw z wymaganych cząsteczek przy odpowiednim zaopatrzeniu w energię.

Trzecie zadanie, choć również bardzo ważne, może być również postrzegane jako pożyteczny towarzysz. Znaczenie wielu złożonych substancji, takich jak enzymy, hormony i witaminy, polega na ich bioaktywności i działaniu katalitycznym. Jeśli określony enzym lub hormon spełnił swoje zadanie, należy go dezaktywować lub zastąpić swoim odpowiednikiem. Ważną rolę odgrywa tu katabolizm. Gdy tylko hormon, enzym lub witamina zostaną metabolizowane, czyli katabolizowane, następuje nagłe przerwanie ich bioaktywności. Podobny proces może mieć miejsce w przypadku niektórych toksyn, które tracą swoje działanie toksyczne w wyniku katabolizmu i mogą być dalej metabolizowane jako produkty degradacji toksyny, aby zostać wykorzystane jako pozostałości, np. B. wydalany przez nerki.

W ramach czwartego zadania katabolizmu organizm jest w stanie wykorzystać procesy metaboliczne do rozkładania własnych białek, tłuszczów i węglowodanów na potrzeby produkcji energii lub do pozyskiwania określonych aminokwasów lub innych pilnie potrzebnych związków. Ciało może przetrwać kilka dni bez jedzenia i jest w stanie rozłożyć tkankę ciała i odbudować ją w innym miejscu, w razie potrzeby.

Aby uniknąć konfliktów w komórce, kataboliczne i anaboliczne procesy metaboliczne nie przebiegają jednocześnie, ale zawsze są od siebie oddzielone. Enzymy procesów katabolicznych hamują enzymy procesów anabolicznych i odwrotnie. Niektóre fosfatazy mogą odwrócić kierunek metabolizmu, anaboliczny lub kataboliczny.

Choroby i dolegliwości

Na katabolizm składa się wiele enzymatycznie katalitycznych, biochemicznych procesów metabolicznych, które zawsze są powiązane z ich odpowiednikiem, anabolizmem. Skargi i problemy są zatem w mniejszym stopniu wynikiem ogólnego zaburzenia, ale raczej z reguły brakiem pewnych enzymów lub ich biochemiczną nieskutecznością z powodu defektu genetycznego, który prowadzi do nieprawidłowej syntezy enzymu.

Zasadniczo jednak istnieją sytuacje, które prowadzą głównie do metabolizmu katabolicznego, ponieważ substancje w organizmie muszą być bardziej rozkładane, aby zapobiec zatruciu lub zalaniu substancjami szkodliwymi dla organizmu. Takie sytuacje pojawiają się z. B. w porażeniach mięśni, zawale serca, udarze i innych typach atrofii.

Zaburzenia metabolizmu katabolicznego mogą występować w metabolizmie węglowodanów, w metabolizmie białek oraz w metabolizmie tłuszczów i prowadzić do łagodnych do poważnych dolegliwości i chorób. Choroba metaboliczna, cukrzyca, jest spowodowana brakiem insuliny lub opornością na działanie insuliny i może prowadzić do poważnych ostrych stanów. W wyniku niedożywienia, które np. Zawiera zbyt mało białka i nie zapewnia odpowiedniej podaży niezbędnych aminokwasów, organizm coraz częściej przechodzi na metabolizm kataboliczny, mobilizuje wszystkie dostępne rezerwy energii i stopniowo rozkłada substancje ustrojowe, aby móc dostarczyć organizmowi energii. Aby w jak najmniejszym stopniu zaatakować własne rezerwy organizmu, ciało przełącza się jednocześnie w rodzaj trybu oszczędzania energii. Wydajność mózgu spada, a sprawność fizyczna jest znacznie trudniejsza.