Главная страница » Катаболизм
Биология

Катаболизм

Мы объясним, что такое катаболизм и чем он отличается от анаболизма. А также типы, которые существуют, их значение и примеры
Катаболизм – это расщепление питательных веществ для получения энергии

Что такое катаболизм?

Катаболизм – это процесс расщепления сложных питательных веществ на простые вещества для получения энергии для организма. Это одна из двух фаз метаболизма живых организмах , вторая – анаболизм (процесс, противоположный и дополняющий катаболизм)

Этот термин происходит от греческого katos (вниз) и ballein (бросать), поскольку он идет от более сложных и больших к более простым и маленьким. Она требует небольших затрат энергии от организма, но высвобождает химическую энергию , которую организм накапливает в виде АТФ (аденозинтрифосфата) для использования в других ближайших процессах

Катаболические реакции, то есть реакции, составляющие катаболизм, могут сильно отличаться друг от друга, хотя в то же время они мало различаются среди различных известных форм жизни. Обычно они состоят из реакций восстановления-окисления органических молекул, хотя существуют микроорганизмы , способные метаболизировать железо и серу

Кроме того, катаболические реакции делятся на те, которые требуют кислорода (аэробные), и те, которые не требуют (анаэробные). И то, и другое происходит в человеческом организме, например, при пищеварении (которое расщепляет органические макромолекулы на составляющие их мономеры), а затем при внутриклеточном метаболическом цикле (цикл Кребса и окислительное фосфорилирование)

Различия между катаболизмом и анаболизмом

Катаболизм и анаболизм – это взаимодополняющие, но противоположные процессы. Катаболизм расщепляет органические макромолекулы до более простых форм. При этом высвобождается химическая энергия их химических связей. Анаболизм, с другой стороны, потребляет энергию из организма для образования новых связей и новых сложных молекул в обратном направлении

Поэтому пока один потребляет энергию, другой ее высвобождает ; пока один идет от базового к сложному, другой идет в обратном направлении. Это означает, что когда катаболизм и анаболизм находятся в равновесии, клетки остаются стабильными; но когда необходимо разрушить ткани (например, сжигание жира ), катаболизм преобладает над анаболизмом

Клеточный катаболизм

Катаболизм происходит внутри клеток организма через серию процессов, которые составляют клеточное дыхание. Это происходит через различные процессы, в зависимости от наличия или отсутствия кислорода, но в целом состоит из окисления биомолекул глюкозы для получения энергии

Этот процесс, называемый гликолизом, происходит в цитозоле клеток, получая на каждую молекулу глюкозы (с 6 атомами углерода ) две молекулы пирувата (с 3 атомами углерода каждая), в процессе, который затрачивает две молекулы АТФ, чтобы получить четыре в обмен. Затем этот пируват будет перерабатываться в зависимости от наличия или отсутствия кислорода:

  • В присутствии кислорода (аэробная среда) пируват окисляется до CO2 , высвобождая энергию из своих связей для производства АТФ. Это происходит в матриксе митохондрий клетки на его первой фазе (цикл трикарбоновых кислот или цикл Кребса), а затем в дыхательной цепи, которая происходит в мембранах митохондрий. Этот процесс является высокоэнергетическим и дает около 36 молекул АТФ на молекулу глюкозы.
  • Клеточная ферментация. В отсутствие кислорода (анаэробная среда) организмы не могут окислять пируват, но ферментируют его, производя вместо CO2 молекулы этанола или молочной кислоты. Эти молекулы гораздо труднее удалить и они дают гораздо меньше энергии: всего около 2 молекул АТФ на одну молекулу глюкозы.

Продолжение следует: Гликолиз

Мышечный катаболизм

Физические упражнения в сочетании с правильным питанием предотвращают мышечный катаболизм.

Мышечный катаболизм – это уменьшение мышечной массы в результате собственного метаболизма , то есть разрушение мышечной ткани для получения ресурсов, необходимых для питания

Это происходит, когда пищи , поступающей в организм, недостаточно для поддержания метаболизма или когда потребность в энергии намного превышает количество энергии, получаемой из пищи

В таких случаях организм обращается за дополнительной энергией к жирам и, истощив их, прибегает к отчаянным мерам, таким как сжигание мышц, чтобы обмен веществ продолжал работать

Чтобы избежать мышечного катаболизма, необходимо соблюдать диету, соответствующую объему тренировок или физической активности. Кроме того, важно обеспечить организму достаточную возможность для отдыха, так как наибольшее количество мышечной массы создается во время сна

Важность катаболизма

Катаболизм является ключевой частью метаболического процесса живых организмов , то есть их способов получения энергии, особенно в случае гетеротрофов , которые должны питаться органическим веществом других живых организмов, переваривая его и расщепляя на минимальные части, полезные для их организма

Понимание катаболизма имеет фундаментальное значение для понимания того, как и почему мы выживаем на основе потребления пищи , поскольку наши тела должны превращать то, что мы едим, в полезные части, из которых можно создавать новые клетки и ткани

Пример катаболизма

Катаболизм позволяет нам превращать пищу в простые вещества.

Катаболизм это основной принцип переваривания пищи, которую мы едим. Например, пища, которую мы едим, перерабатывается и расщепляется на более крупные биомолекулы, которые поступают в организм для катаболизма

Так, белки расщепляются на аминокислоты, липиды – на жирные кислоты, а сахара – на моносахариды. Эти более простые соединения затем сходятся в один метаболический путь: ацетил-КоА, соединение, которое поступает в клетки для запуска клеточного дыхания (цикл Кребса)

Аватар

Дмитрий Смирнов

Добавить комментарий

Нажмите здесь, чтобы оставить комментарий