A katabolizmus (a görög καταβολή szóból , „leesés, megsemmisülés”), más néven energiaanyagcsere , vagy disszimiláció , az összetett anyagok metabolikus bomlásának ( degradációjának ) egyszerűbbekké, vagy egy anyag oxidációjának folyamata, amely általában az energia felszabadulásával megy végbe a szervezetben . hő formájában és ATP- minden biokémiai folyamat univerzális energiaforrása. [1] A disszimiláció hátterében a katabolikus reakciók állnak: az összetett anyagok elvesztik specifikusságukat egy adott organizmusra az egyszerűekké való bomlás következtében.
Példák a katabolizmusra:
A katabolikus folyamatok intenzitását és bizonyos katabolikus folyamatok túlsúlyát, mint energiaforrást a sejtekben, hormonok szabályozzák . Például:
A katabolizmus az anabolizmus ellentéte - új, összetettebb vegyületek szintézisének vagy újraszintézisének folyamata egyszerűbbekből, az ATP energia felhasználásával . A sejtben zajló katabolikus és anabolikus folyamatok arányát a hormonok szabályozzák. Például az adrenalin vagy a glükokortikoidok az anyagcsere egyensúlyát a sejtben a katabolizmus, az inzulin , a szomatotropin , a tesztoszteron pedig az anabolizmus túlsúlya felé tolják el.
Tápanyag minden olyan anyag, amely az élő szervezetek által evésre és ivásra alkalmas, hogy pótolja az energiatartalékokat és az anyagcsere normális kémiai reakcióihoz szükséges összetevőket : fehérjéket, zsírokat, szénhidrátokat, vitaminokat, ásványi anyagokat és nyomelemeket.
Az anyagcsere a szervezetben végbemenő összes kémiai reakció összessége. Az anyagcsere értéke a szervezet számára szükséges anyagok előállítása és energiaellátása. Az anyagcserének két összetevője van: a katabolizmus és az anabolizmus.
A katabolizmus (energia-anyagcsere) egy anyag metabolikus lebomlásának, egyszerűbb anyagokra való bomlásának (differenciálódásnak) vagy oxidációjának folyamata, amely általában hő formájában és ATP formájában történő energia felszabadulásával megy végbe.
Az anabolizmus (plasztikus anyagcsere) olyan kémiai folyamatok összessége, amelyek a szervezetben az anyagcsere egyik oldalát alkotják, és amelyek a sejtek és szövetek kialakulását célozzák. Az anabolizmus következtében az egyes sejtek növekedése, fejlődése és osztódása megtörténik.
A szervezet és a környezet közötti anyagcsere az élőlények létezésének szükséges feltétele, az élőlények egyik fő jellemzője. A külső környezetből a szervezet oxigént, szerves anyagokat , ásványi sókat, vizet kap. A végső bomlástermékeket a külső környezetbe bocsátja ki: szén-dioxidot, felesleges vizet, ásványi sókat, karbamidot, húgysavsókat és néhány egyéb anyagot.
Emberben a test szinte minden sejtje többször is kicserélődik az élet során. A vér évente háromszor teljesen megújul, naponta 450 milliárd eritrocita , akár 30 milliárd leukocita , a csontváz összes csontsejtjének 1/ 75-e, a gyomor és a belek hámsejtjeinek akár 50%-a változik.
A szerves anyagok lebontása során felszabaduló energiát a sejt nem azonnal hasznosítja, hanem nagy energiájú vegyületek formájában, általában ATP formájában tárolja. Az ATP egy nukleotid , amely adeninből , ribózból és három foszforsavból áll, amelyeket makroerg kötések kapcsolnak össze.
Ezek a kötések energiát tárolnak, amely felszabadul, amikor megszakadnak:
ahol ATP jelentése adenozin-trifoszforsav; ADP-adenozin-difoszforsav; AMP-adenon-monofoszforsav; Q1 = Q2 = 30,6 kJ.
A sejt ATP-ellátása korlátozott, és a foszforilációs folyamaton keresztül pótolódik . A foszforiláció egy foszforsav-maradék hozzáadása az ADP -hez (ADP+P->ATP). Az átalakulások eredményeként ezek az anyagok bejutnak a sejtekbe. Itt lebomlanak (glükóz - vízzé és szén-dioxiddá). A felszabaduló energiát a sejtek létfontosságú funkcióik fenntartására használják fel. Ezt a folyamatot energiacserének nevezik. A műanyag- és energiacsere egyszerre megy végbe, és elválaszthatatlanul kapcsolódnak egymáshoz, de nem mindig egyensúlyban vannak. Leggyakrabban ez a személy életkorának köszönhető.
Az összetett szerves vegyületek az emésztőenzimek hatására egyszerű vegyületekre bomlanak, miközben csak hőenergia szabadul fel.
A citoplazmában fordul elő, és nem kapcsolódik a membránokhoz. Enzimek vesznek részt benne; a glükóz hasításon megy keresztül, és két piroszőlősav molekula, CH 3 COCOOH képződik. Az energia 60%-a hőként disszipálódik, 40%-a pedig 2 ATP molekula szintetizálására szolgál. Az oxigén nem vesz részt.
Mitokondriumban hajtják végre, a mitokondriumok mátrixával és a belső membránnal kapcsolatban. Enzimek és oxigén vesznek részt benne. A tejsav lebomlik. CO2 kerül ki a mitokondriumokból a környezetbe. A hidrogénatom egy reakcióláncban szerepel, melynek végeredménye 30 (esetenként több) ATP molekula szintézise.