Katabolismi ja anaboolia erinevused

Organismi keemilisi reaktsioone, mis toimuvad rakkudes selle elu säilitamiseks, nimetatakse ainevahetuseks. Ainevahetus on elu omadus, mis tuleneb molekulide korrapärasest vastasmõjust. Need protsessid võimaldavad organismidel kasvada, paljuneda, reageerida keskkonnale ja säilitada oma struktuuri¹.

Ainevahetus jaguneb kahte tüüpi reaktsioonideks. Laias laastus on katabolism kõik keemilised reaktsioonid, mis molekulid lagundavad. See on kas energia ammutamiseks või lihtsate molekulide tootmiseks, mis seejärel teisi konstrueerivad. Anaboolia tähistab kõiki metaboolseid reaktsioone, mis ehitavad keerukamaid molekule või koondavad neid lihtsamatest¹.

Katabolismi ja anaboolia protsessid

Kõik anaboolsed protsessid on konstruktiivsed, kasutades organismis aluselisi molekule, mis loovad ühendid, mis on spetsialiseeritumad ja keerukamad. Anaboolia on tuntud ka kui “biosüntees”, mille käigus lõppsaadus luuakse mitmest komponendist. Protsess nõuab ATP-d kui energiavormi, mis muundaks kineetilise energia potentsiaalseks energiaks. Seda peetakse endergooniliseks protsessiks, mis tähendab, et see on mittespontaanne reaktsioon, mis nõuab energiat². Protsess kulutab energiat lõpptoote, näiteks kudede ja elundite, loomiseks. Organism vajab neid keerulisi molekule kasvu, arengu ja rakkude diferentseerimise vahendina³. Anaboolsed protsessid ei kasuta hapnikku.

Kataboolsed protsessid on seevastu hävitavad, kus keerukamad ühendid lagunevad ja energia vabaneb ATP või soojuse kujul - selle asemel, et energiat kulutada nagu anabolismis. Keha kauplustes muundatakse potentsiaalne energia kineetiliseks energiaks. Selle tulemuseks on metaboolse tsükli moodustumine, mille käigus katabolism lagundab molekulid, mis on loodud anabolismi kaudu. Organism kasutab siis sageli paljusid neist molekulidest, mida kasutatakse taas erinevates protsessides. Kataboolsed protsessid kasutavad hapnikku.

Rakutasandil kasutab anabolism polümeeride moodustamiseks monomeere, mille tulemuseks on keerukamate molekulide moodustumine. Tavaline näide on aminohapete (monomeeri) süntees suuremateks ja keerukamateks valkudeks (polümeer). Üks levinumaid kataboolseid protsesse on seedimine, kus sissevõetud toitained muundatakse lihtsamateks molekulideks, mida organism saab kasutada muudeks protsessideks.

Kataboolsed protsessid lagundavad paljusid erinevaid polüsahhariide, nagu glükogeen, tärklised ja tselluloos. Need muundatakse monosahhariidideks, mille hulka kuuluvad glükoos, fruktoos ja riboos, mida organismid kasutavad energia vormina. Anaboolsusega loodud valgud muundatakse katabolismi kaudu aminohapeteks edasiste anaboolsete protsesside jaoks. Mis tahes nukleiinhapped DNA-s või RNA-s kataboliseeritakse väiksemateks nukleotiidideks, mis on loomuliku paranemisprotsessi komponent ja mida kasutatakse energeetilisteks vajadusteks.

Organismid klassifitseeritakse nende kasutatava katabolismi tüübi alusel⁴:

• Organotroof → Organism, mis omandab oma energia orgaanilistest allikatest
• Litotroof → Organism, mis omandab oma energia anorgaanilistest substraatidest
• Fototroof → Organism, mis omandab oma energia päikesevalgusest
  

Hormoonid

Paljusid organismis toimuvaid ainevahetusprotsesse reguleerivad hormoonid. Hormoonid on keemilised ühendid, mida klassifitseeritakse üldiselt kas anaboolseteks või kataboolseteks hormoonideks, sõltuvalt nende üldisest toimest.

Anaboolsed hormoonid:

• Östrogeen: Hormoon, mis eksisteerib nii naistel kui meestel. Seda toodetakse peamiselt munasarjades ja see reguleerib peamiselt naiselikke seksuaalseid omadusi (näiteks puusade ja rindade kasvu) ning on leitud, et see mõjutab ka luumassi⁵ ja menstruaaltsükli reguleerimine⁶.

• Testosteroon: Hormoon, mis eksisteerib nii meestel kui naistel. See toodetakse valdavalt munandites ja reguleerib peamiselt mehelikke seksuaalseid omadusi (näiteks hääl ja näokarvad), tugevdades luumassi⁷ ning aitab ehitada ja säilitada lihasmassi⁸.

• Kasvuhormoon: Hormoon, mis on loodud hüpofüüsi sees, kasvuhormoon stimuleerib ja reguleerib seejärel organismi kasvu varases elus. Pärast täiskasvanueas küpsust reguleerib see ka luude paranemist⁹.

• Insuliin: Beetarakud loovad selle hormooni kõhunäärmes. See reguleerib veresuhkru taset ja kasutamist. Glükoos on peamine energiaallikas, kuid seda ei saa ilma insuliinita töödelda. Kui kõhunääre võitleb või ei suuda insuliini toota, võib see põhjustada diabeeti¹⁰.

Kataboolsed hormoonid:

• Glükagoon: Kõhunäärmes alfarakkude poolt toodetud glükagoon stimuleerib glükogeenivarude glükoosiks lagunemist. Glükogeen eksisteerib maksas säilitatavates reservuaarides ja kui keha vajab rohkem energiat (näiteks treenimine, kõrge stressitase või võitlus), stimuleerib glükagoon glükogeeni katabolismi, mille tagajärjel glükoos siseneb verre¹⁰.

• Adrenaliin: Tuntud ka kui epinefriin, see on loodud neerupealistes. Adrenaliin mängib olulist osa füsioloogilises reaktsioonis, mida nimetatakse võitluseks või lenduks. Füsioloogilise reaktsiooni ajal avanevad bronhioolid ja kiirendatakse südame löögisagedust hapniku paremaks imendumiseks. See vastutab ka glükoosi üleujutamise eest kehasse, pakkudes seeläbi kiiret energiaallikat¹¹.

• Kortisool: Seda nimetatakse ka stressihormooniks, see sünteesitakse neerupealistes. Kui organism kogeb ärevust, pikaajalist ebamugavust või närvilisust, vabaneb kortisool. Selle tulemusel tõuseb vererõhk, ilmneb veresuhkru taseme tõus ja immuunsussüsteem on alla surutud¹².

• Tsütokiin: Väga väike valguhormoon, mis reguleerib keha rakkude vastastikmõjusid ja suhtlust. Pidevalt toodetakse ka järjekindlalt lagundatud tsütokiine, mille organism kasutab uuesti aminohappeid. Levinud näide on lümfokiinid ja interleukiin, kus need vabanevad pärast immuunvastuse tekkimist pärast võõrkeha (bakterid, viirus, kasvaja või seen) sissetungi või pärast vigastust¹³.

Kataboolsed ja anaboolsed protsessid treeningu ajal

Organismi kehakaal määratakse katabolismi ja anabolismi abil. Põhimõtteliselt anabolismi kaudu vabanev energiakogus, millest lahutatakse katabolismi kaudu kulutatud energia, võrdub selle üldmassiga. Katabolismi kaudu mitte põletatud liigne energia talletub maksa- ja lihasreservides glükogeeni või rasva kujul¹⁴. Ehkki see on kahe protsessi koostoimimise lihtsustatud selgitus, on see hõlpsam aru saada, kuidas teatud kataboolsed ja anaboolsed harjutused kehakaalu määramiseks ühendavad..

Anaboolsete protsesside tagajärjel suureneb tavaliselt lihasmass, näiteks isomeetria või raskuse tõstmine¹⁵. Anaboolsed on ka muud anaeroobsed treeningud, nagu sprintimine, intervalltreening ja muud suure intensiivsusega treeningud¹⁶. Selliste tegevuste perioodidel kulutab keha kohe energiavarusid, eemaldades lihastesse kogunenud piimhappe². Vastuseks suurendatakse lihasmassi edasiste pingutuste ettevalmistamiseks. See tähendab, et kataboolsete protsesside tulemuseks on suuremad, tugevamad lihased, samuti tugevdatud luud ja suurenenud valguvarud aminohapete abil, mis kõik ühendavad kehakaalu suurendamiseks¹⁷.

Tavaliselt on iga aeroobne treening kataboolne protsess. Nende hulka kuuluvad ujumine, sörkimine ja jalgrattasõit ning muud harjutused, mis kutsuvad energiaallikana kasutama kas glükoosi või glükogeeni rasvapõletuseks, et rahuldada suurenenud energiavajadust¹⁸. Aeg on katabolismi õhutamisel ülioluline, kuna see peab kõigepealt põlema läbi glükoosi / glükogeeni varude¹⁹. Ehkki mõlemad on võtmetähtsusega keha rasvamassi vähendamisel, on anabolism ja katabolism vastandlikud ainevahetusprotsessid, mille tulemuseks on kas üldise kehakaalu suurenemine või vähenemine. Kataboolsete ja anaboolsete harjutuste kombinatsioon võimaldab kehal saavutada ideaalse kehakaalu ja seda säilitada.

	Katabolism	Anaboolia
Definitsioon	Ainevahetusprotsessid, mis lagundavad lihtsad ained keerukateks molekulideks	Ainevahetusprotsessid, mis lagundavad suuremad keerulised molekulid väiksemateks aineteks
Energia	-          Vabastab ATP energiat -          Kineetiliseks energiaks muundatud potentsiaalne energia	-          Vajab ATP energiat -          Kineetiline energia muundatakse potentsiaalseks energiaks
Reaktsiooni tüüp	Exergonic	Endergonic
Hormoonid	Adrenaliin, glükagoon, tsütokiinid, kortisool	Östrogeen, testosteroon, kasvuhormoon, insuliin
Tähtsus	-          Annab energiat anabolismiks -          Kuumutab keha -          Võimaldab lihaste kokkutõmbumist	-          Toetab uute rakkude kasvu -          Toetab energia salvestamist -          Kehakoe hooldus
Hapnik	Kasutab hapnikku	Ei kasuta hapnikku
Mõju treeningule	Kataboolsed harjutused on tavaliselt aeroobsed ning põletavad hästi kaloreid ja rasva	Anaboolsed harjutused, sageli anaeroobsed ja on tavaliselt lihasmassi suurendamiseks
Näited	-          Rakkude hingamine -          Seedimine -          Eritumine	-          Assimilatsioon loomadel -          Fotosüntees taimedes

Järeldus

Ühiselt on metabolismi kaks komponenti katabolism ja anabolism. Peamine põhimõtteline erinevus kahe protsessi vahel on reaktsioonitüübid, mis on mõlemas kaasatud.

Anaboolia kasutab ATP-d energiavormina, teisendades kineetilise energia kehas salvestatud potentsiaalseks energiaks, mis suurendab keha massi. See tekitab endergoo nilisi protsesse, mis on anaeroobsed ja toimuvad taimedes toimuva fotosünteesi ajal, samuti loomade assimilatsiooni käigus..

Katabolism vabastab energiat kas ATP või soojusena, muutes salvestatud potentsiaalse energia kineetiliseks energiaks. See põletab keerukaid molekule ja vähendab kehamassi ning tekitab aeroobseid eksergoonilisi protsesse, mis toimuvad rakkude hingamise, seedimise ja eritumise ajal.