Katabolism

Mõiste all Katabolism võetakse kokku kõik keha metaboolsed protsessid, mille käigus jagunevad keerulised ja vahel ka suuremolekulaarsed valgud, süsivesikud (polüsahhariidid) ja rasvad nende lihtsamateks komponentideks - enamasti energia tootmisega. Üksikud ehitusplokid on siis vajalike uute ainete sünteesiks saadaval või lagundatakse ja erituvad veelgi.

Mis on katabolism?

Ainevahetusprotsessid, mis hõlmavad suurema molekulmassiga ainete lagundamist madalama molekulmassiga aineteks, võetakse kokku termini katabolismi all. Need on tavaliselt mitmeastmelised või mitmeastmelised protsessid, mis on enamasti eksotermilised.

Eksotermilisi protsesse kontrollitakse ensüümide, vitamiinide ja hormoonide poolt biokatalüütiliselt, et saaksime kehale eralduvat energiat soojuse või keemilise energia kujul kasutada ainete endotermiliseks kogunemiseks ja kaitsta vahetu reaktsiooni keskkonda põletuste eest.

Keha sõltub kataboolsete metaboolsete protsesside kaudu energiatootmisest, kuna erinevalt rohelistest taimedest ei suuda ta fotosünteesi läbi viia, mille energiatootmine ja muundamine ladustatavaks keemiliseks energiaks põhineb kogu aeroobsel elul.

Süsivesikud lagunevad ensüümide, näiteks amülaaside ja sahharaaside abil, et moodustada lihtsaid suhkruid ja isegi glükoosi. Glükoos võib omakorda metaboliseeruda süsinikdioksiidiks ja veeks uute ainete tootmiseks või edasi energia tootmiseks ja erituda.

Valkude ja rasvade katabolism hõlmab sarnaseid lagunemisprotsesse. Kõrgmolekulaarsed valgud jaotatakse madalamolekulaarseteks peptiidideks, kuni saadakse üksikud aminohapped, mida metaboliseeritakse edasi või kasutatakse uute valkude moodustamiseks. Rasvad jaotatakse rasvhapeteks ja metaboliseeritakse seejärel sarnaselt süsivesikutega.

Funktsioon ja ülesanne

Katabolism või kataboolsed ainevahetusprotsessid täidavad nelja erinevat peamist ülesannet ja funktsiooni. Esimene peamine ülesanne on energia tootmine kasutatava soojuse või keemilise energia kujul järgnevaks soojuse kasutamiseks või vajalike uute ainete endotermiliseks kogumiseks. Vajaduse korral muundatakse anaboolsete protsesside käigus moodustunud ja talletatud tärklis kataboolsete muundamiste teel tagasi glükoosiks ja tehakse rakule kättesaadavaks.

Teine ülesanne on pakkuda valkude, süsivesikute ja rasvade laguprodukte, mis on vajalikud anabolismi (hoone ainevahetus) jaoks uute ainete valmistamiseks. See on teatud tüüpi ringlussevõtu protsess, tuntud ka kui päästetee. Oluline eelis on see, et valkude, ensüümide ja hormoonide kogumine ringlussevõetud suurematest tükkidest on energeetiliselt odavam kui nende sünteesimine vajalikest energiaallikatest vajalikest molekulidest maapinnast üles.

Kolmandat ülesannet, kuigi see on ka väga oluline, võiks pidada ka kasulikuks kaaslaseks. Paljude keerukate ainete, nagu ensüümid, hormoonid ja vitamiinid, tähtsus seisneb nende bioaktiivsuses ja katalüütilises mõjus. Kui mõni konkreetne ensüüm või hormoon on oma eesmärki täitnud, tuleb see muuta passiivseks või asendada see teisega. Katabolism mängib siin olulist rolli. Niipea kui hormoon, ensüüm või vitamiin metaboliseeritakse, st kataboliseeritakse, katkeb järsult selle bioaktiivsus. Sarnane protsess võib toimuda teatud toksiinide puhul, mis kaotavad katabolismi kaudu oma toksilise toime ja mida saab edasi metaboliseerida toksiini lagunemisproduktidena, et neid saaks kasutada jääkidena, nt. B. erituda neerude kaudu.

Katabolismi neljanda ülesande osana on keha võimeline kasutama ainevahetusprotsesse keha enda valkude, rasvade ja süsivesikute lagundamiseks energia tootmiseks või kasutama neid teatud aminohapete või muude hädasti vajalike ühendite saamiseks. Keha suudab mitu päeva ilma toiduta ellu jääda ning suudab keha kudet lagundada ja mujale vastavalt vajadusele üles ehitada.

Rakus esinevate konfliktide vältimiseks ei toimu kataboolsed ja anaboolsed metaboolsed protsessid samaaegselt, vaid alati üksteisest eraldi. Kataboolsete protsesside ensüümid pärsivad anaboolsete protsesside ensüüme ja vastupidi. Teatud fosfataasid võivad muuta anaboolse või kataboolse metabolismi suuna.

Haigused ja tervisehäired

Katabolism hõlmab paljusid ensümaatiliselt katalüütilisi, biokeemilisi metaboolseid protsesse, mis on alati omavahel seotud oma analoogi anabolismiga. Kaebused ja probleemid tulenevad seetõttu vähem üldisest häirest, vaid pigem teatud ensüümide puudumisest või nende biokeemilisest ebaefektiivsusest geneetilise defekti tõttu, mis põhjustab ensüümi valesti sünteesi.

Põhimõtteliselt on siiski olukordi, mis viivad peamiselt kataboolse ainevahetuseni, kuna keha ained tuleb rohkem lagundada, et vältida kehale kahjulike ainete mürgitust või üleujutamist. Sellised olukorrad tekivad z. B. lihase halvatuse, südameataki, insuldi ja muud tüüpi atroofia korral.

Kataboolse metabolismi häired võivad esineda süsivesikute, valkude ja rasvade ainevahetuses ning põhjustada kergeid kuni tõsiseid kaebusi ja haigusi. Ainevahetushaiguse diabeet on põhjustatud insuliinipuudusest või resistentsusest insuliini efektiivsusele ja võib põhjustada tõsiseid ägedaid seisundeid. Alatalitluse tagajärjel, mis sisaldab näiteks liiga vähe valku ega paku piisavat kogust asendamatuid aminohappeid, lülitub keha üha enam kataboolsele ainevahetusele, mobiliseerib kõik olemasolevad energiavarud ja lagundab järk-järgult keha ainet, et suuta kehale energiat anda. Keha enda varude võimalikult väikeseks ründamiseks lülitub keha samal ajal omamoodi energiasäästurežiimile. Aju jõudlus aeglustub ja füüsiline jõudlus on palju raskem.