Katabolizem: funkcija, naloge, vloga in bolezni

Izraz katabolizem zajema vse presnovne procese v telesu, med katerimi so zapleteni in včasih visoko molekularni beljakovin, ogljikovi hidrati (polisaharidi), maščobe pa se razdelijo na njihove enostavnejše gradnike, običajno s proizvodnjo energije. Posamezni gradniki so nato na voljo za sintezo novih potrebnih snovi ali pa se nadalje razgradijo in izločijo.

Kaj je katabolizem?

Katabolizem je izraz, ki se uporablja za opis vseh presnovnih procesov v telesu, med katerimi beljakovin, ogljikovi hidrati, maščobe pa se razdelijo na njihove enostavnejše gradnike. Presnovni procesi, ki vključujejo razgradnjo snovi z višjo molekulsko maso na snovi z nižjo molekulsko maso, se uvrščajo pod izraz katabolizem. To so običajno večstopenjski procesi, ki so večinoma eksotermni. Eksotermne procese biokatalizno nadzira encimi, vitamini in hormoni da bi lahko sprostili energijo za telo v obliki toplote ali kemične energije za endotermno kopičenje snovi in ​​zaščitili takojšnje reakcijsko okolje pred opekline. Telo je od kataboličnih presnovnih procesov odvisno od proizvodnje energije, ker v nasprotju z zelenimi rastlinami ne more izvajati fotosinteze, na čiji proizvodnji in pretvorbi v shranjeno kemično energijo temelji vse aerobno življenje. Ogljikovi hidrati so razčlenjene z uporabo encimi kot amilaze in saharaze do preprostih sladkorjev do glukoze. Glukozapo drugi strani pa se lahko presnovi za gradnjo novih snovi ali pa se nadaljnje presnovi v energijo ogljika dioksid in voda in izločena. Podobni procesi razgradnje vključujejo katabolizem beljakovin in maščob. Visoko molekularna teža beljakovin se razgradijo v peptide z nizko molekulsko maso, da dobijo enojne aminokisline, ki se nadalje presnavljajo ali uporabljajo za izgradnjo novih beljakovin. Maščobe se razgradijo do maščobne kisline in se nato presnavljajo na podoben način kot ogljikovi hidrati.

Funkcija in naloga

Katabolizem ali katabolični presnovni procesi opravljajo štiri različne glavne naloge in funkcije. Prva glavna naloga je proizvodnja energije v obliki uporabne toplote ali v obliki kemične energije za nadaljnjo izrabo toplote ali za endotermno kopičenje novih potrebnih snovi. V primeru potrebe se na primer škrob, ki nastane in shrani po anaboličnih procesih, pretvori nazaj v glukoze s kataboličnim prometom in na voljo celici. Druga naloga je, da so razgradni produkti beljakovin, ogljikovih hidratov in maščob, ki so potrebni za anabolizem (metabolizem), na voljo za gradnjo novih snovi. To je nekakšen postopek recikliranja, znan tudi kot sanacijska pot. Glavna prednost je, da je energetsko ceneje sestavljanje beljakovin, encimi in hormoni iz recikliranih večjih kosov, kot da bi jih sintetizirali iz nič iz zahtevanega molekule, z ustreznim vložkom energije. Tretja naloga, čeprav je tudi zelo pomembna, bi lahko štela tudi za koristen stranski učinek. Pomen številnih kompleksnih snovi, kot so encimi, hormoni in vitamini je v njihovi bioaktivnosti in katalitičnem delovanju. Če je določen encim ali hormon služil svojemu namenu, mora biti onemogočen ali nadomeščen z ustreznim. Tu ima katabolizem pomembno vlogo. Takoj, ko hormon, encim oz vitamin se presnovi, torej katabolizira, se njegova bioaktivnost nenadoma prekine. Podoben postopek se lahko zgodi z nekaterimi toksini, ki izgubijo toksični učinek s katabolizmom in se lahko nadaljnje presnovijo kot produkti razgradnje toksina, ki se izloči kot ostanki, npr. Skozi ledvice. Pri četrti nalogi katabolizma je telo sposobno s pomočjo presnovnih procesov razgraditi lastne beljakovine, maščobe in ogljikove hidrate v telesu za proizvodnjo energije ali pa jih uporabiti za pridobivanje določenih aminokisline ali druge nujno potrebne spojine. To telesu omogoča, da preživi več dni brez vnosa hrane in po potrebi razgradi telesno tkivo in ga gradi drugje. Da bi preprečili konflikte v celici, katabolični in anabolični presnovni procesi ne potekajo istočasno, ampak so vedno časovno ločeni drug od drugega. Encimi kataboličnih procesov zavirajo encime anaboličnih procesov in obratno. Nekatere fosfataze lahko spremenijo smer presnove v anabolično oziroma katabolično.

Bolezni in motnje

Katabolizem zajema različne encimsko katalitske, biokemične presnovne procese, ki so vedno povezani z anabolizmom. Pritožbe in težave zato ne izvirajo toliko zaradi splošne disfunkcije, temveč praviloma zaradi odsotnosti nekaterih encimov ali njihove biokemične neučinkovitosti zaradi genetske okvare, ki vodi do napačne sinteze encima. V bistvu pa obstajajo situacije, ki vodi predvsem na katabolični metabolizem, saj je treba telesne snovi pogosteje razgrajevati, da preprečimo zastrupitve ali poplave s snovmi, ki škodujejo telesu. Takšne situacije se pojavijo na primer pri paralizi mišic, miokardnem infarktu, kap in druge vrste atrofije. Motnje katabolične presnove so lahko prisotne pri presnovi ogljikovih hidratov, presnovi beljakovin in presnova maščob, in lahko vodi do blagih do hudih simptomov in bolezni. Presnovna bolezen sladkorna bolezen je posledica pomanjkanja insulina ali odpornost na učinkovitost insulina in lahko vodi do resnih akutnih stanj. Kot rezultat podhranjenost, ki na primer vsebuje premalo beljakovin in ne zagotavlja ustrezne oskrbe z esencialnimi aminokisline, telo vse bolj prehaja na katabolični metabolizem, mobilizira vse razpoložljive zaloge energije in postopoma razgrajuje telesno snov, da lahko telo oskrbi z energijo. Da bi porabilo čim manj lastnih zalog telesa, telo hkrati preklopi na nekakšen način varčevanja z energijo. Brain zmogljivost se upočasni in fizična zmogljivost postane veliko težja.