تفاوت میان آنابولیسم و کاتابولیسم

یک سلول فرآیندهای آنابولیسم و کاتابولیسم را به صورت همزمان انجام می دهد. این مقاله به بحث درباره ی تفاوت میان آنابولیسم و کاتابولیسم می پردازد و همچنین نمونه هایی از این فرآیندها را برای درک بهتر مفاهیم ارائه می دهد.
سلول مهم ترین واحد در سیستم های زنده است. سلول دائماً تحت تحول و تغییر است. این تغییر و تحولات چیزی نیست به جز مجموعه ای از فرآیندهای شیمیایی مورد نیاز برای حفظ زندگی که متابولیسم نامیده می شود. متابولیسم برای تولید انرژی و همچنین سنتز اجزای سلولی جدید نیاز است.
این تغییر و تحولات از طریق واکنش های شیمیایی خاص به گونه ای منظم انجام شده و مسیرهای متابولیک نامیده می شود. هر مرحله در هر مسیر توسط آنزیمی خاص کاتالیز می شود. این آنزیم ها نه تنها به فرآیند شمیایی سرعت می بخشد بلکه مسیر را در پاسخ به محیط سلول تنظیم می کند. متابولیسم را می توان به دو فرآیند تقسیم بندی کرد: آنابولیسم و کاتابولیسم. اجازه دهید نگاهی دقیق تر به تفاوت میان این دو داشته باشیم.

آنابولیسم در برابر کاتابولیسم

فرآیند

آنابولیسم اساساً فرآیندهای بیوشیمیایی است که در آن واحدهای کوچکتر و ساده تر گرد هم می آید تا مولکولی بزرگتر و پیچیده تر شکل بگیرد. این فرآیند دربردارنده ی انرژی برای تشکیل مولکول بیولوژیکی جدید است. این انرژی توسط تبدیل مولکول های ATP به مولکول های ADP فراهم می شود. این فرآیند را می توان به سه مرحله تقسیم کرد:
تولید واحدهای کوچکتر پیشرو که مولکول را می سازد. این ممکن است شامل تبدیل واحد های کوچکتر از یک شکل به شکلی دیگر باشد.
استفاده از Pi از ATP برای برچسب گذاری یا تبدیل واحدهای کوچکتر به شکلی به مراتب واکنش پذیرتر

ترکیب این اشکال واکنشی برای ایجاد مولکول های پیچیده

کاتابولیسم فرآیندهای بیوشیمیایی است که در آن مولکول های پیچیده و بزرگ به واحدهای سازنده ی آن تجزیه می شود. این فرآیند انرژی مورد نیاز را فراهم می کند. برخی اوقات، واحد های کوچکتر ممکن است بیشتر تجزیه شود تا انرژی بیشتری تولید شود.
با شکسته شدن پیوند میان واحدهای سازنده ی مولکول بزرگتر، مقدار زیادی انرژی ایجاد می شود. این انرژی در مولکول های ATP به دام می افتد.

انواع واکنش های دیگر

واکنش سنتز آبدهی: واحدهای سازنده ی مولکول های بزرگتر با یکدیگر ترکیب می شود و مولکول آب از آن ها آزاد می شود.
واکنش کاهش: اضافه شدن الکترون یا اتم هیدروژن به واحد های کوچکتر وجود دارد که به نوبه ی خود با یکدیگر واکنش نشان خواهد داد و باعث ایجاد مولکولی بزرگتر خواهد شد.
هیدرولیز: پیوند میان دو واحد که مولکول های بزرگتر را شکل می دهد توسط افزوده شدن آب شکسته می شود.
اکسیداسیون: حذف الکترون یا اتم های هیدروژن از زیر واحدهایی که مولکول های بزرگتر را شکل می دهد وجود دارد و از اینرو پیوند میان آن ها شکسته می شود.

نمونه ها

آنابولیسم کربوهیدرات ها

گلوکونئوژنز: این مسیری است که از طریق آن گلوکز از منابع غیر کربوهیدرات دار مثل پیروات، لاکتات و غیره ایجاد می شود.
گلیکوژنز: گلوکز در کبد جانواران به شکل گلیکوژن ذخیره می شود. از طریق این مسیر، مونومرهای گلوکز به پلیمر گلیکوژن تبدیل می شود.

کاتابولیسم کربوهیدرات ها

گلیکولیز: در این مسیر گلوکز به پیروات تبدیل می شود و انرژی به شکل ATP و NADH آزاد می شود.
گلیکوژنولیز: در این مسیر، گلیکوژن شکسته می شود تا زنجیره ی کوچکتری از گلیکوژن ایجاد و مولکول های گلوکز آزاد شود.

آنابولیسم پروتئین ها

پروتئین چیزی نیست به جز پلیمرهای تشکیل شده از آمینو اسید. بیوسنتز پروتئین ها شامل سنتز آمینو اسیدها به کمک ستون فقرات قند فراهم شده توسط مسیر گلیکولیتیک یا مسیر پنتوز فسفتات به دنبال انتقال NH2 به آن هاست. پلی پپتید ها توسط فرآیندهایی مانند رونویسی و ترجمه تشکیل می شود.

کاتابولیسم پروتئین ها

این فرآیند با عنوان پروتئولیز نیز شناخته می شود. در اینجا، آنزیم خاصی که پروتئاز نامیده می شود زنجیره ی پلی پپتیدی را تنزل می دهد و باعث ایجاد مونومرهای آمینو اسید می شود.
هورمون ها را می توان بسته به کارکردی که دارد به آنابولیک یا کاتابولیک تقسیم کرد.

هورمون های آنابولیک

هورمون رشد یا سرماتروپین هورمونی است که توسط غده ی هیپوفیز ترشح می شود. این هورمون باعث باززایی، تولید مثل و رشد سلول ها می شود.
انسولین هورمونی است که برای جذب گلوکز توسط سلو ل ماهیچه های اسکلتی، کبد و بافت چربی مورد نیاز است. انسولین توسط سلول های بتا در پانکراس تولید می شود.
استروژن یک هورمون جنسی زنانه است که شکل گیری صفات جنسی ثانویه را تحت تأثیر قرار می دهد، رشد رحمی را افزایش می دهد، به انعقاد کمک می کند و غیره.

هورمون های کاتابولیک

کورتیزول هورمونی است که توسط قشر آدرنال تولید می شود. کورتیزول نقش غیر مستقیمی در گلیکوژنولیز در کبد و ماهیچه ها بر عهده دارد. کورتیزول همچنین دارای خواص ضد التهابی است.
گلوکاگون هورمونی است که عملکردی مخالف انسولین دارد. گلوکاگون میزان گلوکز خون را با آزادسازی گلیکوژن ذخیره شده در کبد افزایش می دهد.
اپی نفرین یا آدرنالین توسط غدد فوق کلیوی ترشح و باعث افزایش گلوکز خون می شود.
حالت پایای متابولیکی همیشه حفظ می شود زیرا، مقدار انرژی آنابولیک مصرف شده توسط بدن همیشه با میزان انرژی کاتابولیک آزاده شده از بدن برابر است.