Termins katabolisms aptver visus ķermeņa vielmaiņas procesus, kuru laikā sarežģīts un dažkārt arī augsts molekulārs proteīni, ogļhidrāti (polisaharīdi), un tauki tiek sadalīti to vienkāršākajos blokos, parasti enerģijas ražošanā. Atsevišķi veidojošie elementi pēc tam ir pieejami jaunu nepieciešamo vielu sintēzei vai tiek tālāk sadalīti un izdalīti.
Kas ir katabolisms?
Katabolisms ir termins, ko lieto, lai aprakstītu visus vielmaiņas procesus organismā, kuru laikā proteīni, ogļhidrāti, un tauki tiek sadalīti to vienkāršākajos blokos. Vielmaiņas procesi, kas ietver lielāku molekulmasu vielu sadalīšanos zemākas molekulmasas vielās, tiek uzskaitīti ar terminu katabolisms. Parasti tie ir daudzpakāpju līdz daudzpakāpju procesi, kas pārsvarā ir eksotermiski. Eksotermiskos procesus biokatalītiski kontrolē fermenti, vitamīni un hormoni lai izdalīto enerģiju ķermenim varētu izmantot siltuma vai ķīmiskās enerģijas veidā vielu endotermiskai uzkrāšanai un pasargātu tiešās reakcijas vidi no apdegumi. Ķermenis ir atkarīgs no enerģijas ražošanas katabolisma vielmaiņas procesos, jo atšķirībā no zaļajiem augiem tas nevar veikt fotosintēzi, uz kuras enerģijas ražošanu un pārvēršanu uzglabājamā ķīmiskajā enerģijā balstās visa aerobā dzīve. ogļhidrāti tiek sadalīti, izmantojot fermenti piemēram, amilāzes un saharozes vienkāršajiem cukuriem glikoze. Glikoze, savukārt, var metabolizēt, lai izveidotu jaunas vielas, vai arī tālāk metabolizēt enerģijai līdz ogleklis dioksīds un ūdens un izdalās. Līdzīgi noārdīšanās procesi ietver olbaltumvielu un tauku katabolismu. Augstas molekulmasas proteīni tiek sadalīti zemas molekulmasas peptīdos, lai iegūtu atsevišķus aminoskābes, kas tiek tālāk metabolizēti vai izmantoti jaunu olbaltumvielu veidošanai. Tauki tiek sadalīti līdz taukskābes un pēc tam metabolizējas līdzīgi kā ogļhidrātiem.
Funkcija un uzdevums
Katabolisms jeb katabolisma vielmaiņas procesi veic četrus dažādus galvenos uzdevumus un funkcijas. Pirmais galvenais uzdevums ir enerģijas ražošana izmantojamā siltuma veidā vai ķīmiskās enerģijas veidā turpmākai siltuma izmantošanai vai jaunu nepieciešamo vielu endotermiskai uzkrāšanai. Nepieciešamības gadījumā, piemēram, anabolisko procesu laikā izveidotā un uzglabātā ciete atkal tiek pārveidota par glikoze izmantojot katabolisko apgrozījumu un padarot šūnu pieejamu. Vēl viens uzdevums ir padarīt olbaltumvielu, ogļhidrātu un tauku noārdīšanās produktus, kas nepieciešami anabolismam (metabolisma veidošanai), jaunu vielu veidošanai. Tas ir sava veida pārstrādes process, ko sauc arī par glābšanas ceļu. Galvenā priekšrocība ir tā, ka enerģētiski ir lētāk salikt olbaltumvielas, fermenti un hormoni no pārstrādātiem lielākiem gabaliem nekā sintezēt tos no sākuma no nepieciešamās molekulas, ar atbilstošu enerģijas ievadi. Trešo uzdevumu, lai arī tas ir ļoti svarīgs, arī varētu uzskatīt par noderīgu blakusparādību. Daudzu sarežģītu vielu, piemēram, enzīmu, hormoni un vitamīni slēpjas to bioaktivitātē un katalītiskajā darbībā. Ja konkrēts ferments vai hormons ir sasniedzis savu mērķi, tas jādara neaktīvs vai jānomaina tā līdziniekam. Šeit katabolismam ir nozīmīga loma. Tiklīdz hormons, ferments vai vitamīns tiek metabolizēts, ti, katabolizēts, tā bioaktivitāte pēkšņi tiek pārtraukta. Līdzīgs process var notikt ar noteiktiem toksīniem, kas zaudē toksisko iedarbību katabolisma rezultātā un var tikt tālāk metabolizēti kā toksīna noārdīšanās produkti, kas izdalās kā atliekas, piemēram, caur nierēm. Ceturtajā katabolisma uzdevumā organisms spēj izmantot vielmaiņas procesus, lai enerģijas ražošanas nolūkā sadalītu paša ķermeņa olbaltumvielas, taukus un ogļhidrātus vai izmantotu tos noteiktu aminoskābes vai citi steidzami nepieciešami savienojumi. Tas ļauj ķermenim izdzīvot vairākas dienas bez ēdiena uzņemšanas un pēc nepieciešamības noārdīt ķermeņa audus un veidot tos citur. Lai novērstu konfliktus šūnā, kataboliskie un anaboliskie vielmaiņas procesi nenotiek vienlaikus, bet vienmēr tiek atdalīti viens no otra. Katabolisko procesu fermenti kavē anabolisko procesu fermentus un otrādi. Dažas fosfatāzes var metabolisma virzienu mainīt attiecīgi anaboliskajā vai kataboliskajā.
Slimības un traucējumi
Katabolisms ietver dažādus fermentatīvi katalītiskus, bioķīmiskus vielmaiņas procesus, kas vienmēr ir savstarpēji saistīti ar līdzinieku - anabolismu. Tāpēc sūdzības un problēmas rodas ne tik daudz no vispārējas disfunkcijas, bet kā parasti no noteiktu enzīmu trūkuma vai no to bioķīmiskās neefektivitātes ģenētiska defekta dēļ, kas noved pie nepareizas fermenta sintēzes. Būtībā tomēr ir situācijas, kuras vadīt galvenokārt kataboliskajai vielmaiņai, jo ķermeņa vielas ir jāsadala biežāk, lai novērstu saindēšanos vai pārplūšanu ar organismam kaitīgām vielām. Šādas situācijas rodas, piemēram, muskuļu paralīzes, miokarda infarkta, trieka un cita veida atrofija. Katabolisma metabolisma traucējumi var būt ogļhidrātu metabolismā, olbaltumvielu metabolismā un tauku vielmaiņa, un var vadīt līdz viegliem līdz smagiem simptomiem un slimībām. Metabolisma slimība diabēts izraisa trūkums insulīna vai izturība pret insulīna efektivitāti un var vadīt līdz nopietniem akūtiem stāvokļiem. Rezultātā nepietiekams uzturs, kas, piemēram, satur pārāk maz olbaltumvielu un nenodrošina pietiekamu nepieciešamo nepieciešamo daudzumu aminoskābes, ķermenis arvien vairāk pāriet uz katabolisko metabolismu, mobilizē visas pieejamās enerģijas rezerves un pamazām noārda ķermeņa vielu, lai varētu nodrošināt ķermeni ar enerģiju. Lai izmantotu pēc iespējas mazāk paša ķermeņa rezerves, ķermenis vienlaikus pārslēdzas uz sava veida enerģijas taupīšanas režīmu. smadzenes sniegums palēninās, un fiziskā darbība kļūst daudz grūtāka.
