Терминът катаболизъм обхваща всички метаболитни процеси в организма, в хода на които сложните, а понякога и високомолекулни протеини, въглехидрати (полизахариди), а мазнините се разделят на по-опростените им градивни елементи, обикновено с производството на енергия. След това отделните градивни елементи са на разположение за синтеза на нови необходими вещества или се разграждат допълнително и се екскретират.
Какво е катаболизъм?
Катаболизмът е терминът, използван за описване на всички метаболитни процеси в организма, по време на които протеини, въглехидратии мазнините се разбиват на по-опростените им градивни елементи. Метаболитните процеси, които включват разграждането на вещества с по-високо молекулно тегло до вещества с по-ниско молекулно тегло, се включват в термина катаболизъм. Това обикновено са многостепенни до многостепенни процеси, които са предимно екзотермични. Екзотермичните процеси се управляват биокаталитично от ензими, витамини намлява хормони за да може да се използва освободената енергия за тялото под формата на топлина или химическа енергия за ендотермичното натрупване на вещества и да се защити непосредствената реакционна среда от изгаряния. Тялото зависи от производството на енергия чрез катаболни метаболитни процеси, тъй като за разлика от зелените растения, то не може да извършва фотосинтеза, на чието производство на енергия и превръщането й в съхраняема химическа енергия се основава целият аеробен живот. Въглехидрати са разбити чрез използването на ензими , като амилази и захари до прости захари до гликоза. Глюкозаот своя страна може да се метаболизира за изграждане на нови вещества или допълнително да се метаболизира за получаване на енергия въглероден диоксид и вода и се екскретира. Подобни процеси на разграждане включват белтъчен и мастен катаболизъм. Високомолекулно тегло протеини се разграждат в пептиди с ниско молекулно тегло, за да се получат единични аминокиселини, които се метаболизират допълнително или се използват за изграждане на нови протеини. Мазнините се разграждат до мастни киселини и впоследствие се метаболизират по начин, подобен на въглехидратите.
Функция и задача
Катаболизмът или катаболните метаболитни процеси изпълняват четири различни основни задачи и функции. Първата основна задача е за производство на енергия под формата на използваема топлина или под формата на химическа енергия за последващо използване на топлината или за ендотермично натрупване на нови необходими вещества. В случай на нужда, например, нишестето, образувано и съхранено чрез анаболни процеси, се превръща обратно в гликоза чрез катаболен оборот и се предоставя на клетката. Друга задача е да се направят продуктите от разграждането на протеините, въглехидратите и мазнините, необходими за анаболизма (изграждане на метаболизма), достъпни за изграждане на нови вещества. Това е един вид процес на рециклиране, известен също като път за оздравяване. Основно предимство е, че е енергийно по-евтино да се събират протеини, ензими намлява хормони от рециклирани по-големи парчета, отколкото да ги синтезирате от нулата от необходимото молекули, с подходяща вложена енергия. Третата задача, макар и много важна, също може да се счита за полезен страничен ефект. Значението на много сложни вещества като ензими, хормони намлява витамини се крие в тяхната биоактивност и каталитично действие. Ако даден ензим или хормон е изпълнил целта си, той трябва да стане неактивен или заменен от неговия аналог. Тук катаболизмът играе съществена роля. Веднага след като хормон, ензим или витамин се метаболизира, т.е. катаболизира, неговата биоактивност рязко се прекъсва. Подобен процес може да се случи с някои токсини, които губят токсичния си ефект чрез катаболизъм и могат да се метаболизират по-нататък като продукти на разграждане на токсина, които се екскретират като остатъци, например през бъбреците. В четвъртата задача на катаболизма тялото е в състояние да използва метаболитните процеси, за да разгради собствените протеини, мазнини и въглехидрати на тялото с цел производство на енергия или да ги използва, за да получи определени аминокиселини или други спешно необходими съединения. Това дава възможност на организма да оцелее няколко дни без прием на храна и да разгражда телесната тъкан при необходимост и да я изгражда другаде. За да се предотвратят конфликти в клетката, катаболните и анаболните метаболитни процеси не протичат едновременно, а винаги са разделени във времето един от друг. Ензимите на катаболните процеси инхибират ензимите на анаболните процеси и обратно. Някои фосфатази могат да обърнат посоката на метаболизма съответно в анаболен или катаболен.
Болести и разстройства
Катаболизмът обхваща множество ензимно каталитични, биохимични метаболитни процеси, които винаги са взаимосвързани с аналога си. Следователно оплакванията и проблемите възникват не толкова от цялостната дисфункция, но като правило от липсата на определени ензими или от тяхната биохимична неефективност поради генетичен дефект, водещ до дефектен синтез на ензима. По принцип обаче има ситуации, които олово до главно катаболен метаболизъм, тъй като телесните вещества трябва да се разграждат по-често, за да се предотврати отравяне или наводняване с вредни за организма вещества. Такива ситуации възникват, например, при мускулна парализа, миокарден инфаркт, удар и други видове атрофия. Нарушенията на катаболния метаболизъм могат да присъстват в метаболизма на въглехидратите, метаболизма на протеините и метаболизъм на мазнините, и може олово до леки до тежки симптоми и заболявания. Метаболитно заболяване диабет е причинено от липса на инсулин или резистентност към ефективността на инсулина и може олово до сериозни остри състояния. Като резултат от недохранване, който например съдържа твърде малко протеини и не осигурява адекватно снабдяване с основни вещества аминокиселини, тялото все повече преминава към катаболен метаболизъм, мобилизира всички налични енергийни резерви и постепенно разгражда телесното вещество, за да може да осигури на тялото енергия. За да използва възможно най-малко собствени резерви на тялото, тялото едновременно преминава към вид енергоспестяващ режим. Мозък изпълнението се забавя и физическото представяне става много по-трудно.
