Разлике између катаболизма и анаболизма

Укупност хемијских реакција организма које се догађају у ћелијама да би одржале његов живот познат је као метаболизам. Метаболизам је својство живота, настао из уредних интеракција између молекула. Ови процеси омогућавају организмима да расту, размножавају се, одговоре на своје окружење и одржавају своју структуру¹.

Метаболизам је подељен на две опште врсте реакција. У ширем смислу, катаболизам је све хемијске реакције које разграђују молекуле. Ово је или за екстракцију енергије или за производњу једноставних молекула који затим граде друге. Анаболизам се односи на све метаболичке реакције које граде или састављају сложеније молекуле из једноставнијих¹.

Процеси катаболизма и анаболизма

Сви анаболички процеси су конструктивни, користећи основне молекуле у организму, који затим стварају једињења која су специјализованија и сложенија. Анаболизам је такође познат и као 'биосинтеза', при чему се од многих компоненти ствара крајњи производ. Процес захтева АТП као облик енергије, претварајући кинетичку енергију у потенцијалну енергију. Сматра се ендергонским процесом, што значи да је неспонтана реакција, која захтева енергију². Процес троши енергију за стварање крајњег производа, попут ткива и органа. Те сложене молекуле су потребне организму, као средство за раст, развој и диференцијацију ћелија³. Анаболички процеси не користе кисеоник.

Катаболички процеси са друге стране су деструктивни, где се сложенија једињења разграђују и енергија се ослобађа у облику АТП-а или топлоте - уместо да троше енергију као у анаболизму. Потенцијална енергија се претвара у кинетичку енергију из залиха у телу. То резултира формирањем метаболичког циклуса, при чему катаболизам разграђује молекуле који су створени анаболизмом. Тада организам често користи многе од ових молекула, који се поново користе у разним процесима. Катаболички процеси користе кисеоник.

На ћелијском нивоу анаболизам користи мономере за формирање полимера, што резултира формирањем сложенијих молекула. Чест пример је синтеза аминокиселина (мономера) у веће и сложеније протеине (полимер). Један од најчешћих катаболичких процеса је пробава, где се унесени хранљиви састојци претварају у једноставније молекуле које организам потом може да користи за друге процесе.

Катаболички процеси делују на разбијање многих различитих полисахарида, као што су гликоген, скроб и целулоза. Они се претварају у моносахариде, који укључују глукозу, фруктозу и рибозу, које организми користе као облик енергије. Протеини који су створени анаболизмом, претварају се у аминокиселине катаболизмом, за даље анаболичке процесе. Било које нуклеинске киселине у ДНК или РНК, постају катаболизиране у мање нуклеотиде који су саставни део природног процеса лечења и користе се за енергетске потребе.

Организми су класификовани на основу врсте катаболизма који користе⁴:

• Органотропх → Организам који своју енергију добија из органских извора
• Литхотропх → Организам који своју енергију добија из неорганских супстрата
• Пхототропх → Организам који своју енергију добија сунчевом светлошћу
  

Хормони

Многи метаболички процеси који се одвијају у организму су регулисани хормонима. Хормони су хемијска једињења која се генерално класификују или као анаболички или катаболички хормони, у зависности од њиховог укупног дејства.

Анаболички хормони:

• Естроген: Хормон који постоји и код жена и мушкараца. Производи се претежно у јајницима и примарно регулише женске сексуалне карактеристике (као што су раст кукова и дојке), а такође је откривено да утиче на коштану масу⁵ и регулација менструалног циклуса⁶.

• Тестостерон: Хормон који постоји и код мушкараца и код жена. Производи се углавном у тестисима и примарно регулише мушке сексуалне карактеристике (попут гласа и длака на лицу), јачајући коштану масу⁷ и помаже у изградњи и одржавању мишићне масе⁸.

• Хормон раста: Хормон који се ствара у хипофизи, хормон раста стимулише и накнадно регулише раст организма у раном животу. Након зрелости у одраслом животу, регулише и поправљање костију⁹.

• Инсулин: Бета ћелије стварају овај хормон у панкреасу. Регулише ниво глукозе и употребу у крви. Глукоза је примарни извор енергије, али се не може прерадити без инзулина. Ако се гуштерача бори или не може произвести инзулин, то може довести до дијабетеса¹⁰.

Катаболички хормони:

• Глуцагон: Произведен унутар панкреаса алфа ћелијама, глукагон је одговоран за подстицање разлагања залиха гликогена у глукозу. Гликоген постоји у резервоарима који се чувају у јетри и када телу треба више енергије (попут вежбања, високог нивоа стреса или борбе), глукагон подстиче катаболизам гликогена, што резултира уношењем глукозе у крв¹⁰.

• Адреналин: Познат и као епинефрин, ствара се у надбубрежној жлезди. Адреналин игра основну компоненту у физиолошкој реакцији која се назива „борба или бег“. Током физиолошког одговора, бронхиоле се отварају и убрзава се откуцај срца ради повећане апсорпције кисеоника. Такође је одговоран за уливање глукозе у организам и на тај начин обезбеђује брзи извор енергије¹¹.

• Кортизол: Зове се и 'хормон стреса', синтетише се у надбубрежној жлезди. Када организам доживи анксиозност, дуготрајну нелагодност или нервозу, ослобађа се кортизол. Резултат је пораста крвног притиска, долази до повећања нивоа шећера у крви и имунолошког система постаје потиснут¹².

• Цитокин: Врло мали хормон протеина који регулише интеракције и комуникацију између ћелија у телу. Постоји стална производња цитокина који се такође непрекидно разграђују, а аминокиселине поново користе у организму. Чест пример су лимфокини и интерлеукин, где се ослобађају након што настане имунолошки одговор после инвазије страног тела (бактерија, вируса, тумора или гљивице) или након повреде¹³.

Катаболички и анаболички процеси током вежбања

Телесна тежина организма одређена је катаболизмом и анаболизмом. У суштини, количина енергије која се ослобађа анаболизмом, умањена за количину кориштену катаболизмом једнака је укупној тежини. Сва сувишна енергија која није сагоревана катаболизмом чува се у облику гликогена или масти у резервама јетре и мишића¹⁴. Иако је ово поједностављено објашњење интеракције два процеса, лакше је разумети како се одређене катаболичке и анаболичке вежбе комбинују да би се одредила телесна тежина.

Анаболички процеси обично резултирају повећањем мишићне масе, као што су изометрија или дизање тегова¹⁵. Међутим, било која друга анаеробна вежба, попут спринтања, интервалног тренинга и других активности високог интензитета, такође је анаболичка¹⁶. Током периода таквих активности, тело троши одмах залихе енергије, уз уклањање млечне киселине која се накупила у мишићима². Као одговор, повећава се мишићна маса у припреми за било какве даље напоре. То значи да катаболички процеси резултирају већим, јачим мишићима, као и ојачаним костима и повећаним резервама протеина коришћењем аминокиселина, а све се комбинује за повећање телесне тежине¹⁷.

Обично је свака вежба која је аеробна катаболички процес. Ту спадају пливање, јоггинг и бициклизам и друге вежбе које индукују конверзију из коришћења глукозе или гликогена као извора енергије у сагоревање масти како би се задовољиле повећане потребе за енергијом¹⁸. Време је кључно за подстицање катаболизма, јер прво мора сагорети кроз резерве глукозе / гликогена¹⁹. Иако су оба кључна за смањење телесне масноће, анаболизам и катаболизам су контрастни метаболички процеси који резултирају или повећањем или смањењем укупне телесне тежине. Комбиноване катаболичке и анаболичке вежбе омогућавају телу да достигне и одржи идеалну телесну тежину.

	Катаболизам	Анаболизам
Дефиниција	Метаболички процеси који разграђују једноставне материје на сложене молекуле	Метаболички процеси који разграђују веће, сложене молекуле на мање супстанце
Енергија	-          Ослобађа АТП енергију -          Потенцијална енергија претворена у кинетичку енергију	-          Захтијева АТП енергију -          Кинетичка енергија претворена у потенцијалну енергију
Тип реакције	Екергониц	Ендергониц
Хормони	Адреналин, глукагон, цитокини, кортизол	Естроген, тестостерон, хормон раста, инзулин
Значај	-          Обезбеђује енергију за анаболизам -          Греје тело -          Омогућује контракцију мишића	-          Подржава раст нових ћелија -          Подржава складиштење енергије -          Одржавање телесног ткива
Кисеоник	Користи кисеоник	Не користи кисеоник
Утицај на вежбање	Катаболичке вежбе су обично аеробне и добре су у сагоревању калорија и масти	Анаболичке вежбе, које су често анаеробне природе и углавном су изградња мишићне масе
Примери	-          Ћелијско дисање -          Дигестион -          Излучивање	-          Асимилација код животиња -          Фотосинтеза у биљкама

Закључак

Колективно, катаболизам и анаболизам су две компоненте метаболизма. Кључна основна разлика између два процеса су врсте реакција које су укључене у сваки.

Анаболизам користи АТП као облик енергије, претварајући кинетичку енергију у потенцијалну енергију сачувану у телу, што повећава телесну масу. Ствара ендергонске процесе, који су анаеробни, који се дешавају током процеса фотосинтезе у биљкама, као и асимилације код животиња.

Катаболизам ослобађа енергију, било као АТП или топлоту, претварајући похрањену потенцијалну енергију у кинетичку енергију. Сагорева сложене молекуле и смањује телесну масу и ствара екстрогонске процесе, који су аеробни и настају током ћелијског дисања, варења и излучивања..