Definizione ed esempi di anabolismo e catabolismo

Anabolismo e catabolismo sono i due grandi tipi di reazioni biochimiche che compongono il metabolismo. L'anabolismo costruisce molecole complesse da quelle più semplici, mentre il catabolismo rompe le molecole grandi in quelle più piccole.

La maggior parte delle persone pensa al metabolismo nel contesto della perdita di peso e del bodybuilding, ma le vie metaboliche sono importanti per ogni cellula e tessuto di un organismo. Il metabolismo è il modo in cui una cellula ottiene energia e rimuove i rifiuti. Vitamine, minerali e cofattori aiutano le reazioni.

Key Takeaways: anabolismo e catabolismo

• Anabolismo e catabolismo sono le due grandi classi di reazioni biochimiche che compongono il metabolismo.
• L'anabolismo è la sintesi di molecole complesse da quelle più semplici. Queste reazioni chimiche richiedono energia.
• Il catabolismo è la scomposizione di molecole complesse in molecole più semplici. Queste reazioni rilasciano energia.
• Le vie anaboliche e cataboliche in genere lavorano insieme, con l'energia del catabolismo che fornisce l'energia per l'anabolismo.

Definizione di anabolismo

Anabolismo o biosintesi è l'insieme di reazioni biochimiche che costruiscono molecole da componenti più piccoli. Le reazioni anaboliche sono endergoniche, nel senso che richiedono un apporto di energia per progredire e non sono spontanee. Tipicamente, le reazioni anaboliche e cataboliche sono accoppiate, con il catabolismo che fornisce l'energia di attivazione per l'anabolismo. L'idrolisi dell'adenosina trifosfato (ATP) alimenta molti processi anabolici. In generale, le reazioni di condensazione e riduzione sono il meccanismo alla base dell'anabolismo.

Esempi di anabolismo

Le reazioni anaboliche sono quelle che costruiscono molecole complesse da quelle semplici. Le cellule hanno usato questi processi per produrre polimeri, far crescere i tessuti e riparare i danni. Per esempio:

• Il glicerolo reagisce con gli acidi grassi per formare i lipidi:
  CH₂OHCH (OH) CH₂OH + C₁₇H₃₅COOH → CH₂OHCH (OH) CH₂OOCC₁₇H₃₅ 
• Gli zuccheri semplici si combinano per formare disaccaridi e acqua:
  C₆H₁₂O₆ + C₆H₁₂O₆   → C₁₂H₂₂O₁₁ + H₂O
• Gli aminoacidi si uniscono per formare dipeptidi:
  NH₂CHRCOOH + NH₂CHRCOOH → NH₂CHRCONHCHRCOOH + H₂O 
• L'anidride carbonica e l'acqua reagiscono per formare glucosio e ossigeno nella fotosintesi:
  6CO₂ + 6H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6O₂

Gli ormoni anabolizzanti stimolano i processi anabolici. Esempi di ormoni anabolizzanti includono l'insulina, che favorisce l'assorbimento del glucosio e gli steroidi anabolizzanti, che stimolano la crescita muscolare. L'esercizio anabolico è un esercizio anaerobico, come il sollevamento pesi, che costruisce anche la forza e la massa muscolare.

Definizione di catabolismo

Il catabolismo è l'insieme di reazioni biochimiche che scompongono molecole complesse in molecole più semplici. I processi catabolici sono termodinamicamente favorevoli e spontanei, quindi le cellule li usano per generare energia o alimentare l'anabolismo. Il catabolismo è esergonico, il che significa che rilascia calore e funziona tramite idrolisi e ossidazione.

Le cellule possono immagazzinare utili materie prime in molecole complesse, utilizzare il catabolismo per scomporle e recuperare le molecole più piccole per costruire nuovi prodotti. Ad esempio, il catabolismo di proteine, lipidi, acidi nucleici e polisaccaridi genera rispettivamente aminoacidi, acidi grassi, nucleotidi e monosaccaridi. A volte vengono generati prodotti di scarto, tra cui anidride carbonica, urea, ammoniaca, acido acetico e acido lattico.

Esempi di catabolismo

I processi catabolici sono il contrario dei processi anabolici. Sono usati per generare energia per anabolismo, rilasciare piccole molecole per altri scopi, disintossicare sostanze chimiche e regolare le vie metaboliche. Per esempio:

• Durante la respirazione cellulare, glucosio e ossigeno reagiscono per produrre anidride carbonica e acqua
  C₆H₁₂O₆ + 6O₂  → 6CO₂ + 6H₂O
• Nelle cellule, il perossido di idrossido si decompone in acqua e ossigeno:
  2H₂O₂  → 2H₂O + O₂

Molti ormoni agiscono come segnali per controllare il catabolismo. Gli ormoni catabolici includono adrenalina, glucagone, cortisolo, melatonina, ipocretina e citochine. L'esercizio catabolico è un esercizio aerobico, come un allenamento cardio, che brucia calorie quando il grasso (o il muscolo) viene scomposto.

Vie Anfiboliche

Una via metabolica che può essere catabolica o anabolica, a seconda della disponibilità di energia, è chiamata via anfibolica. Il ciclo del gliossilato e il ciclo dell'acido citrico sono esempi di percorsi anfibolici. Questi cicli possono produrre energia o usarla, a seconda delle esigenze cellulari.

fonti

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