Unterschiede zwischen Katabolismus und Anabolismus

Die Gesamtheit der chemischen Reaktionen eines Organismus, die in Zellen stattfinden, um sein Leben zu erhalten, wird als Metabolismus bezeichnet. Metabolismus ist eine Eigenschaft des Lebens, die sich aus geordneten Wechselwirkungen zwischen Molekülen ergibt. Diese Prozesse ermöglichen es Organismen, zu wachsen, sich zu vermehren, auf ihre Umwelt zu reagieren und ihre Strukturen zu erhalten 1 .

Der Metabolismus ist in zwei allgemeine Arten von Reaktionen unterteilt. Grob gesagt, Katabolismus sind alle chemischen Reaktionen, die Moleküle abbauen. Dies ist entweder um Energie zu gewinnen oder um einfache Moleküle zu erzeugen, die dann andere konstruieren. Anabolismus bezieht sich auf alle metabolischen Reaktionen, die komplexere Moleküle aus einfacheren bilden oder zusammenbauen 1 .

Die Prozesse von Katabolismus und Anabolismus

Alle anabolen Prozesse sind konstruktiv, mit basischen Molekülen innerhalb eines Organismus, die dann Verbindungen erzeugen, die spezialisierter und komplexer sind. Anabolismus wird auch als "Biosynthese" bezeichnet, wobei aus einer Reihe von Komponenten ein Endprodukt entsteht. Der Prozess erfordert ATP als Energieform, die kinetische Energie in potentielle Energie umwandelt. Es wird als endergonischer Prozess betrachtet, was bedeutet, dass es sich um eine spontane Reaktion handelt, die Energie benötigt 2 . Der Prozess verbraucht Energie, um das Endprodukt wie Gewebe und Organe zu erzeugen. Diese komplexen Moleküle werden vom Organismus als Mittel für Wachstum, Entwicklung und Zelldifferenzierung benötigt 3 . Anabole Prozesse verwenden keinen Sauerstoff.

Katabole Prozesse hingegen sind destruktiv, wobei komplexere Verbindungen abgebaut werden und Energie in Form von ATP oder Wärme freigesetzt wird - anstatt Energie wie im Anabolismus zu verbrauchen. Die potentielle Energie wird aus den Speichern im Körper in kinetische Energie umgewandelt. Dies führt zur Bildung des metabolischen Zyklus, wobei der Katabolismus die durch den Anabolismus entstehenden Moleküle abbaut. Ein Organismus verwendet dann oft viele dieser Moleküle, die in einer Vielzahl von Prozessen wieder verwendet werden. Katabole Prozesse nutzen Sauerstoff.

Auf zellulärer Ebene verwendet der Anabolismus Monomere, um Polymere zu bilden, was zur Bildung komplexerer Moleküle führt. Ein gängiges Beispiel ist die Synthese von Aminosäuren (dem Monomer) zu größeren und komplexeren Proteinen (dem Polymer). Einer der häufigsten katabolischen Prozesse ist die Verdauung, bei der aufgenommene Nährstoffe in einfachere Moleküle umgewandelt werden, die ein Organismus für andere Prozesse verwenden kann.

Katabole Prozesse bewirken den Abbau vieler verschiedener Polysaccharide wie Glykogen, Stärke und Zellulose. Diese werden in Monosaccharide umgewandelt, die Glukose, Fruktose und Ribose enthalten, die von Organismen als eine Form von Energie verwendet werden.Proteine, die durch Anabolismus erzeugt werden, werden durch Katabolismus für weitere anabole Prozesse in Aminosäuren umgewandelt. Jegliche Nukleinsäuren in DNA oder RNA werden in kleinere Nukleotide katabolisiert, die sowohl Bestandteil des natürlichen Heilungsprozesses als auch energetischer Bedürfnisse sind.

Organismen werden nach Art des Katabolismus klassifiziert: 4 :

  • Organotroph Ein Organismus, der seine Energie aus organischen Quellen bezieht
  • Lithotroph → > Ein Organismus, der seine Energie aus anorganischen Substraten bezieht Phototrophe →
  • Ein Organismus, der seine Energie aus Sonnenlicht bezieht Hormone

Viele Stoffwechselvorgänge, die in einem Organismus ablaufen, werden durch Hormone reguliert. Hormone sind chemische Verbindungen, die je nach ihrer Wirkung allgemein als anabole oder katabole Hormone klassifiziert werden.

Anabole Hormone:

Östrogen

  • : Ein Hormon, das sowohl bei Frauen als auch bei Männern existiert. Es wird vorwiegend in den Eierstöcken produziert und reguliert hauptsächlich weibliche Geschlechtsmerkmale (wie Hüften und Brustwachstum), und es wurde auch gefunden, dass es die Knochenmasse 5 und die Regulierung des Menstruationszyklus 6 beeinflusst >. Testosteron : Ein Hormon, das sowohl bei Männern als auch bei Frauen existiert. Es wird vorwiegend im Hoden produziert und reguliert vor allem männliche Geschlechtsmerkmale (wie Stimm- und Gesichtsbehaarung), stärkt die Knochenmasse
  • 7 und hilft beim Aufbau und Erhalt der Muskelmasse 8 . Wachstumshormon : Ein Hormon, das in der Hypophyse gebildet wird, das Wachstumshormon stimuliert und reguliert später das Wachstum des Organismus im frühen Leben. Nach Reife im Erwachsenenalter reguliert es auch die Knochenreparatur
  • 9 . Insulin : Beta-Zellen bilden dieses Hormon in der Bauchspeicheldrüse. Es reguliert den Blutzuckerspiegel und die Verwendung im Blut. Glukose ist eine primäre Energiequelle, kann jedoch ohne Insulin nicht verarbeitet werden. Wenn die Bauchspeicheldrüse leidet oder nicht in der Lage ist, Insulin zu produzieren, kann dies zu Diabetes
  • 10 führen. Katabolische Hormone: Glucagon

: Glukagon wird innerhalb der Bauchspeicheldrüse von Alpha-Zellen produziert und ist dafür verantwortlich, den Abbau der Glykogenspeicher in Glukose zu stimulieren. Glykogen existiert in Reservoirs, die in der Leber gespeichert sind, und wenn der Körper mehr Energie benötigt (wie Bewegung, Stress oder Kampf), stimuliert Glucagon den Katabolismus von Glykogen, was dazu führt, dass Glukose ins Blut gelangt

  • 10 . Adrenalin : Auch bekannt als "Adrenalin", wird es in den Nebennieren gebildet. Adrenalin spielt eine fundamentale Komponente in einer physiologischen Reaktion namens "Kampf oder Flucht". Während der physiologischen Reaktion öffnen sich die Bronchiolen und die Herzfrequenz wird für eine erhöhte Sauerstoffabsorption beschleunigt. Es ist auch verantwortlich für die Überschwemmung von Glukose in den Körper und bietet damit eine schnelle Energiequelle
  • 11 . Cortisol : Auch als "Stresshormon" bezeichnet, wird es in Nebennieren synthetisiert. Wenn ein Organismus Angstzustände, lang anhaltende Beschwerden oder Nervosität erfährt, wird Cortisol freigesetzt.Der Blutdruck steigt dadurch an, es kommt zu einem Anstieg des Blutzuckerspiegels und das Immunsystem wird unterdrückt
  • 12 . Cytokin : Ein sehr kleines Proteinhormon, das die Wechselwirkungen und die Kommunikation zwischen den Zellen im Körper reguliert. Es gibt eine konstante Produktion von Zytokinen, die ebenfalls konsistent abgebaut werden, wobei Aminosäuren vom Organismus wiederverwendet werden. Ein übliches Beispiel sind Lymphokine und Interleukin, wo sie freigesetzt werden, nachdem eine Immunantwort nach einer Invasion durch einen Fremdkörper (Bakterien, Viren, Tumor oder Pilz) oder nach einer Verletzung aufgetreten ist
  • 13 . Katabole und anabole Prozesse während des Trainings Das Körpergewicht eines Organismus wird durch Katabolismus und Anabolismus bestimmt. Im Wesentlichen entspricht die Menge an Energie, die durch den Anabolismus freigesetzt wird, abzüglich der Menge, die durch den Katabolismus verbraucht wird, seinem Gesamtgewicht. Überschüssige Energie, die nicht durch Katabolismus verbrannt wird, wird in Form von Glykogen oder Fett in den Leber- und Muskelreserven gespeichert

14

. Während dies eine vereinfachte Erklärung dafür ist, wie die beiden Prozesse zusammenwirken, ist es einfacher zu verstehen, wie bestimmte katabole und anabole Übungen das Körpergewicht bestimmen. Anabole Prozesse führen meist zu einer Zunahme der Muskelmasse, wie zB Isometrie oder Gewichtheben 15

. Jede andere Übung, die anaerob ist, wie Sprinten, Intervalltraining und andere Aktivitäten mit hoher Intensität, sind jedoch auch anabolisch 16 . Während solcher Aktivitäten verbringt der Körper sofortige Energiespeicher mit der Entfernung von Milchsäure, die in Muskeln aufgebaut wurde 2 . Als Reaktion darauf wird die Muskelmasse in Vorbereitung auf weitere Anstrengungen erhöht. Dies bedeutet, dass katabolische Prozesse zu größeren, stärkeren Muskeln führen, sowie zu gestärkten Knochen und erhöhten Proteinreserven durch die Verwendung von Aminosäuren, die alle zusammen das Körpergewicht erhöhen. 17 . Normalerweise ist jede aerobe Übung ein kataboler Prozess. Dazu gehören Schwimmen, Joggen und Radfahren und andere Übungen, die eine Umwandlung von Glukose oder Glykogen als Energiequelle zur Verbrennung von Fett induzieren, um den erhöhten Energiebedarf zu erfüllen 18

. Die Zeit ist entscheidend für den Katabolismus, da sie zuerst Glukose- / Glykogenreserven verbrennen muss 19 . Während beides der Schlüssel zu einer Verringerung der Körperfettmasse ist, stehen Anabolismus und Katabolismus im Gegensatz zu metabolischen Prozessen, die entweder zu einer Zunahme oder Abnahme des Gesamtkörpergewichts führen. Eine Kombination aus katabolen und anabolen Übungen ermöglicht es dem Körper, das ideale Körpergewicht zu erreichen und zu halten. Katabolismus Anabolismus

Definition Metabolische Prozesse, die einfache Substanzen in komplexe Moleküle zerlegen
Metabolische Prozesse, die größere, komplexe Moleküle in kleinere Substanzen zerlegen Energie - setzt ATP frei Energie
- Potentielle Energie in kinetische Energie umgerechnet - Benötigt ATP-Energie

- Kinetische Energie in potentielle Energie umgewandelt

Reaktionstyp

Exergonisch

Endergonisch Hormone Adrenalin, Glucagon, Cytokine, Cortisol
Östrogen, Testosteron, Wachstumshormon, Insulin Bedeutung - liefert Energie für den Anabolismus
- heizt den Körper an - ermöglicht Muskelkontraktion

- unterstützt neues Zellwachstum

- Unterstützt die Speicherung von Energie

- Körperpflege

Sauerstoff

Verwendet Sauerstoff

Verwendet keinen Sauerstoff Auswirkungen auf ex Übung Katabole Übungen sind in der Regel aerobe und sind gut in der Verbrennung Kalorien und Fett
Anabole Übungen, oft anaerobe in der Natur und sind in der Regel Muskelaufbau Beispiele - Zellatmung
- Verdauung > - Ausscheidung - Assimilation bei Tieren

- Photosynthese bei Pflanzen

Schlussfolgerung

Kollektiv sind Katabolismus und Anabolismus die beiden Komponenten des Stoffwechsels.Der entscheidende fundamentale Unterschied zwischen den beiden Prozessen sind die Reaktionstypen, die an beiden beteiligt sind.

Anabolismus nutzt ATP als Energieform, indem es kinetische Energie in potentielle Energie umwandelt, die im Körper gespeichert ist und die Körpermasse erhöht. Es produziert endergonische Prozesse, die anaerob sind, während der Photosynthese in Pflanzen, sowie Assimilation bei Tieren.

Katabolismus setzt Energie frei, entweder als ATP oder als Wärme, die gespeicherte potentielle Energie in kinetische Energie umwandelt. Es verbrennt komplexe Moleküle, verringert die Körpermasse und erzeugt exergonische Prozesse, die aerob sind und bei Zellatmung, Verdauung und Ausscheidung auftreten.