Anabolismus und Katabolismus: Definition und Beispiele

Anabolismus und Katabolismus sind die beiden Haupttypen von biochemische Reaktionen dieses Make Up Stoffwechsel. Der Anabolismus baut komplexe Moleküle aus einfacheren auf, während der Katabolismus groß bricht Moleküle in kleinere.

Die meisten Menschen denken an den Stoffwechsel im Zusammenhang mit Gewichtsverlust und Bodybuilding, aber Stoffwechselwege sind für jede Zelle und jedes Gewebe in einem Organismus wichtig. Durch den Stoffwechsel erhält eine Zelle Energie und entfernt Abfall. Vitamine, Mineralien und Cofaktoren unterstützen die Reaktionen.

Wichtige Erkenntnisse: Anabolismus und Katabolismus

Anabolismus oder Biosynthese ist eine Reihe von biochemischen Reaktionen, die Moleküle aus kleineren Komponenten aufbauen. Anabole Reaktionen sind endergonischDas heißt, sie benötigen einen Energieeinsatz, um voranzukommen, und sind nicht spontan. Typischerweise sind anabole und katabolische Reaktionen gekoppelt, wobei der Katabolismus die Aktivierungsenergie für Anabolismus. Das Hydrolyse von Adenosintriphosphat (ATP) treibt viele anabole Prozesse an. Allgemein, Kondensation und Reduktionsreaktionen sind die Mechanismen hinter dem Anabolismus.

Anabole Reaktionen sind solche, die komplexe Moleküle aus einfachen aufbauen. Zellen verwenden diese Prozesse, um zu machen Polymere, Gewebe wachsen lassen und Schäden reparieren. Beispielsweise:

• Glycerin reagiert mit Fettsäuren zu Lipiden:
  CH₂OHCH (OH) CH₂OH + C.₁₇H.₃₅COOH → CH₂OHCH (OH) CH₂OOCC₁₇H.₃₅
• Einfache Zucker bilden zusammen Disaccharide und Wasser:
  C.₆H.₁₂Ö₆ + C.₆H.₁₂Ö₆ → C.₁₂H.₂₂Ö₁₁ + H.₂Ö
• Aminosäuren verbinden sich zu Dipeptiden:
  NH₂CHRCOOH + NH₂CHRCOOH → NH₂CHRCONHCHRCOOH + H.₂Ö
• Kohlendioxid und Wasser reagieren bei der Photosynthese unter Bildung von Glukose und Sauerstoff:
  6CO₂ + 6H₂O → C.₆H.₁₂Ö₆ + 6O₂

Anabole Hormone stimulieren anabole Prozesse. Beispiele für anabole Hormone umfassen Insulin, das die Glukoseabsorption fördert, und Anabolika, die das Muskelwachstum stimulieren. Anabole Übungen sind anaerobe Übungen wie Gewichtheben, bei denen auch Muskelkraft und Muskelmasse aufgebaut werden.

Katabolismus ist eine Reihe von biochemischen Reaktionen, die komplexe Moleküle in einfachere zerlegen. Katabolische Prozesse sind thermodynamisch günstig und spontan, daher nutzen Zellen sie, um Energie zu erzeugen oder den Anabolismus zu fördern. Der Katabolismus ist exergonisch, dh er setzt Wärme frei und wirkt über Hydrolyse und Oxidation.

Zellen können nützliche Rohstoffe in komplexen Molekülen speichern, sie durch Katabolismus abbauen und die kleineren Moleküle zurückgewinnen, um neue Produkte aufzubauen. Beispielsweise erzeugt der Katabolismus von Proteinen, Lipiden, Nukleinsäuren und Polysacchariden Aminosäuren, Fettsäuren, Nukleotide bzw. Monosaccharide. Manchmal entstehen Abfallprodukte wie Kohlendioxid, Harnstoff, Ammoniak, Essigsäure und Milchsäure.

Katabolische Prozesse sind die Umkehrung anaboler Prozesse. Sie werden verwendet, um Energie für den Anabolismus zu erzeugen, kleine Moleküle für andere Zwecke freizusetzen, Chemikalien zu entgiften und Stoffwechselwege zu regulieren. Beispielsweise:

• Während der Zellatmung reagieren Glukose und Sauerstoff zu Kohlendioxid und Wasser
  C.₆H.₁₂Ö₆ + 6O₂ → 6CO₂ + 6H₂Ö
• In Zellen zersetzt sich Hydroxidperoxid in Wasser und Sauerstoff:
  2H₂Ö₂ → 2H₂O + O.₂

Viele Hormone wirken als Signale zur Kontrolle des Katabolismus. Die katabolen Hormone umfassen Adrenalin, Glucagon, Cortisol, Melatonin, Hypocretin und Zytokine. Katabolische Übungen sind Aerobic-Übungen wie ein Cardio-Training, bei dem Kalorien verbrannt werden, wenn Fett (oder Muskeln) abgebaut werden.

Ein Stoffwechselweg, der je nach Energieverfügbarkeit entweder katabol oder anabol sein kann, wird als amphibolischer Weg bezeichnet. Der Glyoxylatzyklus und der Zitronensäurezyklus sind Beispiele für amphibolische Wege. Diese Zyklen können je nach zellulärem Bedarf entweder Energie produzieren oder verbrauchen.

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