אנאבוליזם וקטבוליזם: הגדרה ודוגמאות

אנבוליזם וקטבוליזם הם שני הסוגים הרחבים של תגובות ביוכימיות שמרכיבים חילוף חומרים. אנבוליזם בונה מולקולות מורכבות מאלו הפשוטות יותר, ואילו הקטבוליזם נשבר גדול מולקולות לקטנים יותר.

רוב האנשים חושבים על חילוף חומרים בהקשר של ירידה במשקל ופיתוח גוף, אך מסלולי מטבוליות חשובים לכל תא ורקמה באורגניזם. מטבוליזם הוא האופן שבו התא מקבל אנרגיה ומסלק פסולת. ויטמינים, מינרלים וקופקטורים מסייעים לתגובות.

טעימות עיקריות: אנבוליזם וקטבוליזם

אנבוליזם או ביוסינתזה הם קבוצת התגובות הביוכימיות הבונות מולקולות מרכיבים קטנים יותר. תגובות אנבוליות הן אנדרגוניכלומר הם דורשים קלט של אנרגיה כדי להתקדם ואינם ספונטניים. בדרך כלל, תגובות אנבוליות וקטבוליות משולבות יחד עם קטבוליזם המספק את

תגובות אנבוליות הן אלה הבונות מולקולות מורכבות מאלו פשוטות. תאים משתמשים בתהליכים אלה לייצור פולימרים, לגדל רקמות ולתקן נזקים. לדוגמה:

• גליצרול מגיב עם חומצות שומן ליצירת שומנים:
  CH₂OHCH (OH) CH₂OH + C₁₇ח₃₅COOH → CH₂OHCH (OH) CH₂OOCC₁₇ח₃₅
• סוכרים פשוטים מתחברים ליצירת דיסכרידים ומים:
  ג₆ח₁₂הו₆ + ג₆ח₁₂הו₆ → ג₁₂ח₂₂הו₁₁ + ח₂הו
• חומצות אמינו להצטרף יחד ליצירת דיפפטידים:
  NH₂CHRCOOH + NH₂CHRCOOH → NH₂CHRCONHCHRCOOH + H₂הו
• פחמן דו חמצני ומים מגיבים ליצירת גלוקוז וחמצן בפוטוסינתזה:
  6CO₂ + 6 ח₂O → ג₆ח₁₂הו₆ + 6O₂

הורמונים אנבוליים מעוררים תהליכים אנבוליים. דוגמאות להורמונים אנבוליים כוללים אינסולין, המקדם ספיגת גלוקוז, ו סטרואידים אנאבולייםהמעוררים צמיחת שרירים. פעילות גופנית אנבולית היא פעילות גופנית אנאירובית, כמו הרמת משקולות, שבונה גם כוח ומסת שריר.

קטבוליזם הוא קבוצת התגובות הביוכימיות המפרקות מולקולות מורכבות לפשוטות יותר. תהליכים קטבוליים הם חיוביים תרמודינמיים וספונטניים, ולכן התאים משתמשים בהם כדי לייצר אנרגיה או לדלק אנאבוליזם. קטבוליזם הוא אקסרגוני, כלומר הוא משחרר חום ועובד באמצעות הידרוליזה וחמצון.

תאים יכולים לאגור חומרי גלם שימושיים במולקולות מורכבות, להשתמש בקטבוליזם כדי לפרק אותם, ולשחזר את המולקולות הקטנות יותר לבניית מוצרים חדשים. לדוגמא, קטבוליזם של חלבונים, ליפידים, חומצות גרעין ופוליסכרידים מייצר חומצות אמינו, חומצות שומן, נוקליאוטידים ומונוסכרידים, בהתאמה. לעיתים נוצרים מוצרי פסולת, כולל פחמן דו חמצני, אוריאה, אמוניה, חומצה אצטית וחומצה לקטית.

תהליכים קטבוליים הם ההפך מתהליכים אנבוליים. הם משמשים לייצור אנרגיה לחילוף חומרים, לשחרור מולקולות קטנות למטרות אחרות, לניקוי רעלים של כימיקלים ולוויסות מסלולי מטבוליזם. לדוגמה:

• במהלך הנשימה התאית, הגלוקוז והחמצן מגיבים להניב פחמן דו חמצני ומים
  ג₆ח₁₂הו₆ + 6O₂ → 6CO₂ + 6 ח₂הו
• בתאים, הידרוקסיד מי חמצן מתפרק למים וחמצן:
  2 ח₂הו₂ → 2H₂O + O₂

הורמונים רבים משמשים כאותות לבקרת קטבוליזם. ההורמונים הקטבוליים כוללים אדרנלין, גלוקגון, קורטיזול, מלטונין, היפרוקטין וציטוקינים. פעילות גופנית קטבולית היא פעילות אירובית כמו אימון לב ריאה, השורף קלוריות עם פירוק השומן (או השריר).

מסלול מטבולי שיכול להיות קטבולי או אנאבולי תלוי בזמינות האנרגיה נקרא מסלול אמפיבולי. מחזור הגליוקסילט ומחזור חומצות לימון הם דוגמאות למסלולי אמפיבול. מחזורים אלו יכולים לייצר אנרגיה או להשתמש בה, בהתאם לצרכים הסלולריים.

• אלברטס, ברוס; ג'ונסון, אלכסנדר; ג'וליאן, לואיס; רף, מרטין; רוברטס, קית '; וולטר, פיטר (2002). ביולוגיה מולקולרית של התא (מהדורה חמישית). CRC Press.
• דה בולסטר, מ. וו. ג. (1997). "מילון מונחים המשמשים בכימיה ביו-אורגנית". האיחוד הבינלאומי לכימיה טהורה ויישומית.
• ברג, ג'רמי מ.; טימוצ'קו, ג'ון ל.; סטרייר, לוברט; גאטו, גרגורי ג'יי. (2012). ביוכימיה (מהדורה 7). ניו יורק: W.H. פרימן. ISBN 9781429229364.
• ניקולס ד. ג. ופרגוסון ש. י. (2002) ביו-אנרגטיקה (המהדורה השלישית). עיתונות אקדמית. ISBN 0-12-518121-3.
• רמזי ק. M., Marcheva B., Kohsaka A., Bass J. (2007). "שעון המטבוליזם". Annu. הכמרית נוטר. 27: 219–40. doi:10.1146 / annurev.nutr.27.061406.093546