Οι λειτουργίες αναβολισμού, οι αναβολικές διεργασίες, οι διαφορές με τον καταβολισμό



Το αναβολισμός είναι μια διαίρεση του μεταβολισμού που περιλαμβάνει αντιδράσεις σχηματισμού μεγάλων μορίων από μικρότερες. Για να συμβεί αυτή η σειρά αντιδράσεων, είναι απαραίτητη μια πηγή ενέργειας και, γενικά, είναι η ΑΤΡ (τριφωσφορική αδενοσίνη).

Ο αναβολισμός και ο μεταβολικός του αντίστροφος καταβολισμός ομαδοποιούνται σε μια σειρά αντιδράσεων που ονομάζονται μεταβολικές οδοί ή οδοί διαλογής που ρυθμίζονται κυρίως από ορμόνες. Κάθε μικρό βήμα ελέγχεται έτσι ώστε να εμφανίζεται σταδιακή μεταφορά ενέργειας.

Αναβολικές διεργασίες μπορεί να πάρει βασικών μονάδων που περιλαμβάνει βιομόρια - αμινοξέα, λιπαρά οξέα, νουκλεοτίδια και μονομερή σάκχαρα - και δημιουργούν πιο περίπλοκη ενώσεις όπως πρωτεΐνες, λιπίδια, νουκλεϊκά οξέα και υδατάνθρακες, όπως τέλος της ενέργειας παραγωγός.

Ευρετήριο

  • 1 Λειτουργίες
  • 2 Αναβολικές διεργασίες
    • 2.1 Σύνθεση λιπαρών οξέων
    • 2.2 Σύνθεση της χοληστερόλης
    • 2.3 Σύνθεση νουκλεοτιδίων
    • 2.4 Σύνθεση νουκλεϊνικών οξέων
    • 2.5 Σύνθεση πρωτεϊνών
    • 2.6 Σύνθεση γλυκογόνου
    • 2.7 Σύνθεση αμινοξέων
  • 3 Ρύθμιση αναβολισμού
  • 4 Διαφορές με καταβολισμό
    • 4.1 Σύνθεση έναντι υποβάθμισης
    • 4.2 Χρήση ενέργειας
    • 4.3 Ισορροπία μεταξύ αναβολισμού και καταβολισμού
  • 5 Αναφορές

Λειτουργίες

Ο μεταβολισμός είναι ένας όρος που περιλαμβάνει όλες τις χημικές αντιδράσεις που εμφανίζονται στο σώμα. Το κύτταρο μοιάζει με ένα μικροσκοπικό εργοστάσιο όπου οι αντιδράσεις σύνθεσης και αποικοδόμησης λαμβάνουν χώρα μόνιμα.

Οι δύο στόχοι του μεταβολισμού είναι: πρώτον, η χρήση της χημικής ενέργειας που αποθηκεύεται στα τρόφιμα και, δεύτερον, αντικατάσταση των δομών ή των ουσιών που δεν λειτουργούν πλέον στο σώμα. Αυτά τα γεγονότα συμβαίνουν σύμφωνα με τις ειδικές ανάγκες κάθε οργανισμού και κατευθύνονται από χημικούς αγγελιοφόρους που ονομάζονται ορμόνες.

Η ενέργεια προέρχεται κυρίως από τα λίπη και τους υδατάνθρακες που καταναλώνουμε στα τρόφιμα. Σε περίπτωση που υπάρχει ανεπάρκεια, το σώμα μπορεί να χρησιμοποιήσει τις πρωτεΐνες για να αντισταθμίσει την έλλειψη.

Παρομοίως, οι διαδικασίες αναγέννησης συνδέονται στενά με τον αναβολισμό. Η αναγέννηση των ιστών είναι μια κατάσταση sine qua non να διατηρήσετε έναν υγιή οργανισμό και να εργαστείτε σωστά. Ο αναβολισμός είναι υπεύθυνος για την παραγωγή όλων των κυτταρικών ενώσεων που τους κρατούν σε λειτουργία.

Υπάρχει μια λεπτή ισορροπία στο κύτταρο μεταξύ μεταβολικών διεργασιών. Μεγάλα μόρια μπορούν να υποβαθμιστούν στα μικρότερα συστατικά τους με καταβολικές αντιδράσεις και η αντίθετη διαδικασία - από μικρό σε μεγάλο - μπορεί να συμβεί από αναβολισμό.

Αναβολικές διεργασίες

Αναβολισμός περιλαμβάνει, γενικά, όλες τις αντιδράσεις που καταλύονται από ένζυμα (μικρά μόρια που επιταχύνουν πρωτεϊνούχο αρκετές τάξεις μεγέθους, η ταχύτητα των χημικών αντιδράσεων), υπεύθυνο για την «κατασκευή» ή σύνθεση των κυτταρικών συστατικών.

Η γενική όραση των αναβολικών οδών περιλαμβάνει τα ακόλουθα βήματα: τα απλά μόρια που συμμετέχουν ως ενδιάμεσοι στον κύκλο του Krebs είναι αμινοξέα ή μετασχηματίζονται χημικά σε αμινοξέα. Αργότερα αυτά συναρμολογούνται σε πιο σύνθετα μόρια.

Αυτές οι διαδικασίες απαιτούν χημική ενέργεια, που προέρχεται από καταβολισμό. Ανάμεσα στα πιο σημαντικά αναβολικές διεργασίες επισημαίνονται: σύνθεση λιπαρών οξέων, σύνθεση χοληστερόλης, σύνθεσης νουκλεϊκών οξέων (DNA και RNA), την πρωτεϊνική σύνθεση, σύνθεση του γλυκογόνου και της σύνθεσης αμινοξέων.

Ο ρόλος αυτών των μορίων στον οργανισμό και οι οδοί σύνθεσης του θα περιγραφούν σύντομα παρακάτω:

Σύνθεση λιπαρών οξέων

Τα λιπίδια είναι πολύ ετερογενή βιομόρια ικανά να παράγουν μια μεγάλη ποσότητα ενέργειας όταν οξειδώνονται, ιδιαίτερα τα μόρια τριακυλογλυκερόλης.

Τα λιπαρά οξέα είναι τα αρχέτυπα λιπίδια. Αποτελούνται από ένα κεφάλι και μια ουρά από υδρογονάνθρακες. Αυτά μπορεί να είναι ακόρεστα ή κορεσμένα, ανάλογα με το αν έχουν διπλούς δεσμούς στην ουρά ή όχι.

Τα λιπίδια είναι τα βασικά συστατικά όλων των βιολογικών μεμβρανών, εκτός από τη συμμετοχή τους ως εφεδρικής ουσίας.

Τα λιπαρά οξέα συντίθενται στο κυτταρόπλασμα του κυττάρου από ένα πρόδρομο μόριο που ονομάζεται μηλονυλ-ΟοΑ, από ακετυλ-ΟοΑ και διττανθρακικό. Αυτό το μόριο δίνει 3 άτομα άνθρακα για να ξεκινήσει η ανάπτυξη του λιπαρού οξέος.

Μετά τον σχηματισμό μαλονίλης, η αντίδραση σύνθεσης συνεχίζεται σε τέσσερα βασικά στάδια:

-Η συμπύκνωση του ακετυλο-ACP με μαλονυλο-ACP, μια αντίδραση που παράγει ακετοακετυλο-ACP και απελευθερώνει διοξείδιο του άνθρακα ως απόβλητη ουσία.

-Το δεύτερο στάδιο είναι η αναγωγή του ακετοακετυλο-ΑΟΡ, με NADPH σε ϋ-3-υδροξυβουτυρυλο-ACP.

-Στη συνέχεια συμβαίνει μια αντίδραση αφυδάτωσης που μετατρέπει το προηγούμενο προϊόν (D-3-υδροξυβουτυρυλο-ACP) σε κροτονίλη-ACP.

-Τέλος, το crotonil-ACP μειώνεται και το τελικό προϊόν είναι βουτυρυλο-ACP.

Σύνθεση χοληστερόλης

Η χοληστερόλη είναι μια στερόλη με έναν τυπικό πυρήνα από 17 άνθρακες άνθρακα. Έχει διαφορετικούς ρόλους στη φυσιολογία, καθώς δρα ως πρόδρομος σε μια ποικιλία μορίων όπως χολικά οξέα, διαφορετικές ορμόνες (συμπεριλαμβανομένου του φύλου) και είναι απαραίτητη για τη σύνθεση της βιταμίνης D.

Σύνθεση συμβαίνει στο κυτταρόπλασμα του κυττάρου, κυρίως στα κύτταρα του ήπατος. Αυτή η αναβολική οδό έχει τρεις φάσεις: πρώτα σχηματίζεται το ισοπρένιο μονάδα, τότε η προοδευτική αφομοίωση συμβαίνει μονάδες για να προκαλέσει σκουαλένιο, λανοστερόλη αυτό περνάει και τελικά η χοληστερόλη λαμβάνεται.

Η δραστικότητα των ενζύμων σε αυτή την οδό ρυθμίζεται κυρίως από τη σχετική αναλογία των ορμονών ινσουλίνη: γλυκαγόνη. Καθώς αυξάνεται αυτή η αναλογία, αυξάνεται αναλογικά η δραστηριότητα του δρόμου.

Σύνθεση νουκλεοτιδίων

Τα νουκλεϊνικά οξέα είναι DNA και RNA, το πρώτο περιέχει όλες τις πληροφορίες που είναι απαραίτητες για την ανάπτυξη και τη συντήρηση των ζωντανών οργανισμών ενώ το δεύτερο συμπληρώνει τις λειτουργίες του DNA.

Τόσο το DNA όσο και το RNA αποτελούνται από μεγάλες αλυσίδες πολυμερών των οποίων η θεμελιώδης μονάδα είναι τα νουκλεοτίδια. Τα νουκλεοτίδια, με τη σειρά τους, αποτελούνται από ένα σάκχαρο, μία φωσφορική ομάδα και μία αζωτούχο βάση. Ο πρόδρομος των πουρινών και των πυριμιδινών είναι η 5-φωσφορική ριβόζη.

Τα πουρίνες και οι πυριμιδίνες παράγονται στο ήπαρ από πρόδρομες ουσίες όπως διοξείδιο του άνθρακα, γλυκίνη, αμμωνία, μεταξύ άλλων.

Σύνθεση νουκλεϊνικού οξέος

Τα νουκλεοτίδια πρέπει να ενωθούν σε μεγάλους κλώνους DNA ή RNA προκειμένου να εκπληρώσουν τη βιολογική τους λειτουργία. Η διαδικασία περιλαμβάνει μια σειρά από ένζυμα που καταλύουν τις αντιδράσεις.

Το ένζυμο που είναι υπεύθυνο για την αντιγραφή του ϋΝΑ για τη δημιουργία περισσότερων μορίων ϋΝΑ με ταυτόσημες αλληλουχίες είναι η ϋΝΑ πολυμεράση. Αυτό το ένζυμο δεν μπορεί να ξεκινήσει τη σύνθεση de novo, επομένως πρέπει να συμμετέχει ένα μικρό κομμάτι DNA ή RNA που ονομάζεται εναρκτήρας που επιτρέπει τον σχηματισμό της αλυσίδας.

Αυτό το γεγονός απαιτεί τη συμμετοχή επιπρόσθετων ενζύμων. Ελικάση, για παράδειγμα, βοηθά για να ανοίξει τη διπλή έλικα του DNA πολυμεράση μπορεί να δράσει και τοποϊσομεράσης είναι ικανά να τροποποιούν την τοπολογία του DNA, είτε συμπλέκει ή desenredándolo.

Ομοίως, η πολυμεράση RNA συμμετέχει στη σύνθεση του RNA από ένα μόριο ϋΝΑ. Σε αντίθεση με την προηγούμενη διαδικασία, η σύνθεση RNA δεν απαιτεί τον προαναφερθέντα εκκινητή.

Σύνθεση πρωτεϊνών

Η σύνθεση πρωτεϊνών είναι ένα κρίσιμο γεγονός είναι όλοι οι ζωντανοί οργανισμοί. Οι πρωτεΐνες διεξάγουν μια ευρεία ποικιλία λειτουργιών, όπως η μεταφορά ουσιών ή ο ρόλος των δομικών πρωτεϊνών.

Σύμφωνα με την βιολογία «δόγμα» φυτό, αφού το DNA αντιγράφεται σε αγγελιοφόρο RNA (όπως περιγράφεται στην προηγούμενη ενότητα), αυτό με τη σειρά του μεταφράζεται από τα ριβοσώματα εντός ενός πολυμερούς αμινοξέος. Στο RNA, το καθένα τριπλή (τρία νουκλεοτίδια) ερμηνεύεται ως ένα από τα είκοσι αμινοξέα.

Σύνθεση συμβαίνει στο κυτταρόπλασμα του κυττάρου, όπου βρίσκονται τα ριβοσώματα. Η διαδικασία λαμβάνει χώρα σε τέσσερις φάσεις: ενεργοποίηση, έναρξη, επιμήκυνση και τερματισμός.

Η ενεργοποίηση συνίσταται στη δέσμευση ενός συγκεκριμένου αμινοξέος στο RNA μεταφοράς που αντιστοιχεί σε αυτό. Η έναρξη περιλαμβάνει τη δέσμευση του ριβοσώματος στο 3 'τερματικό τμήμα του αγγελιαφόρου RNA, βοηθούμενο από τους "παράγοντες έναρξης".

Η επιμήκυνση περιλαμβάνει την προσθήκη αμινοξέων σύμφωνα με το μήνυμα RNA. Τέλος, η διαδικασία σταματά με μια συγκεκριμένη αλληλουχία στο αγγελιοφόρο RNA, που ονομάζεται προφυλακτικά τερματισμού: UAA, UAG ή UGA.

Σύνθεση γλυκογόνου

Το γλυκογόνο είναι ένα μόριο που αποτελείται από επαναλαμβανόμενες μονάδες γλυκόζης. Λειτουργεί ως ενεργειακή εφεδρική ουσία και είναι σε μεγάλο βαθμό άφθονο στο συκώτι και στους μυς.

Η οδός σύνθεσης ονομάζεται γλυκογενεσία και απαιτεί τη συμμετοχή του ενζύμου συνθετάση γλυκογόνου, ΑΤΡ και UTP. Η οδός ξεκινά με φωσφορυλίωση της γλυκόζης σε 6-φωσφορική γλυκόζη και μετά περνάει σε φωσφορική γλυκόζη. Το επόμενο βήμα περιλαμβάνει την προσθήκη UDP για να δώσει UDP-γλυκόζη και ανόργανο φωσφορικό.

Το μόριο UDP-γλυκόζης προστίθεται στην αλυσίδα γλυκόζης μέσω ενός άλφα 1-4 δεσμού, απελευθερώνοντας το νουκλεοτίδιο UDP. Σε περίπτωση που προκύψουν διακλαδώσεις, σχηματίζονται από τους συνδέσμους άλφα 1-6.

Σύνθεση αμινοξέων

Τα αμινοξέα είναι μονάδες που συνθέτουν πρωτεΐνες. Στη φύση υπάρχουν 20 τύποι, ο καθένας με μοναδικές φυσικές και χημικές ιδιότητες που καθορίζουν τα τελικά χαρακτηριστικά της πρωτεΐνης.

Όλοι οι οργανισμοί δεν μπορούν να συνθέσουν τους 20 τύπους. Για παράδειγμα, ο άνθρωπος μπορεί να συνθέσει μόνο 11, τα υπόλοιπα 9 πρέπει να ενσωματωθούν στη διατροφή.

Κάθε αμινοξύ έχει τη συγκεκριμένη του οδό. Ωστόσο, προέρχονται από πρόδρομα μόρια όπως άλφα-κετογλουταρικό, οξαλοξεικό, 3-φωσφογλυκερικό, πυροσταφυλικό, μεταξύ άλλων..

Ρύθμιση αναβολισμού

Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, ο μεταβολισμός ρυθμίζεται από ουσίες που ονομάζονται ορμόνες, που εκκρίνονται από εξειδικευμένους ιστούς είτε αδενικό είτε επιθηλιακό. Αυτές οι εργασίες ως αγγελιοφόροι και η χημική τους φύση είναι αρκετά ετερογενείς.

Για παράδειγμα, η ινσουλίνη είναι μια ορμόνη που εκκρίνεται από το πάγκρεας και έχει σημαντική επίδραση στον μεταβολισμό. Μετά τα γεύματα με υψηλή περιεκτικότητα σε υδατάνθρακες, η ινσουλίνη λειτουργεί ως διεγερτικό των αναβολικών οδών.

Έτσι, η ορμόνη είναι υπεύθυνη για την ενεργοποίηση των διαδικασιών που επιτρέπουν τη σύνθεση των ουσιών αποθήκευσης όπως τα λίπη ή ως γλυκογόνο.

Υπάρχουν περιόδους ζωής όπου κυριαρχούν οι αναβολικές διεργασίες, όπως η παιδική ηλικία, η εφηβεία, κατά τη διάρκεια της εγκυμοσύνης ή κατά τη διάρκεια της κατάρτισης επικεντρώθηκε στην ανάπτυξη των μυών.

Διαφορές με καταβολισμό

Όλες οι διαδικασίες και οι χημικές αντιδράσεις που λαμβάνουν χώρα στο σώμα μας - ειδικά μέσα στα κύτταρα μας - είναι παγκοσμίως γνωστές ως μεταβολισμός. Μπορούμε να αναπτύσσουμε, να αναπτύσσουμε, να αναπαράγουμε και να διατηρούμε τη θερμότητα του σώματος χάρη σε αυτή τη σειρά εξαιρετικά ελεγχόμενων γεγονότων.

Σύνθεση έναντι υποβάθμισης

Ο μεταβολισμός περιλαμβάνει τη χρήση βιομορίων (πρωτεϊνών, υδατανθράκων, λιπιδίων ή λιπών και νουκλεϊνικών οξέων) για τη διατήρηση όλων των βασικών αντιδράσεων ενός ζωντανού συστήματος.

Η απόκτηση αυτών των μορίων προέρχεται από τα τρόφιμα που καταναλώνουμε καθημερινά και το σώμα μας είναι σε θέση να τα "αποσυνθέσει" σε μικρότερες μονάδες κατά τη διάρκεια της διαδικασίας πέψης.

Για παράδειγμα, πρωτεΐνες (που μπορεί να προέρχονται από κρέας ή αυγά, για παράδειγμα) κατακερματίζονται στα κύρια συστατικά τους: αμινοξέα. Με τον ίδιο τρόπο, μπορούμε να επεξεργαστούμε υδατάνθρακες σε μικρότερες μονάδες ζάχαρης, συνήθως σε γλυκόζη, έναν από τους πιο χρησιμοποιούμενους υδατάνθρακες από το σώμα μας.

Το σώμα μας είναι σε θέση να χρησιμοποιήσει αυτές τις μικρές μονάδες - αμινοξέα, σάκχαρα, λιπαρά οξέα, μεταξύ άλλων - για την κατασκευή νέων μεγαλύτερων μορίων στη διαμόρφωση που χρειάζεται το σώμα μας..

Η διαδικασία αποσάθρωσης και απόκτησης ενέργειας ονομάζεται καταβολισμός, ενώ ο σχηματισμός νέων πιο περίπλοκων μορίων είναι αναβολισμός. Έτσι, οι μέθοδοι σύνθεσης σχετίζονται με αναβολισμό και εκείνες της υποβάθμισης με καταβολισμό.

Ως μνημονικό κανόνα μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε το "γ" της λέξης καταβολισμό και να το συσχετίσουμε με τη λέξη "κόβουμε".

Χρήση ενέργειας

Οι αναβολικές διεργασίες απαιτούν ενέργεια, ενώ οι διεργασίες υποβάθμισης παράγουν αυτή την ενέργεια, κυρίως με τη μορφή ΑΤΡ - γνωστή ως ενεργειακό νόμισμα του κυττάρου.

Αυτή η ενέργεια προέρχεται από καταβολικές διεργασίες. Φανταστείτε ότι έχουμε ένα κατάστρωμα καρτών, αν έχουμε όλα τα χαρτιά στοιβάζονται τακτοποιημένα και τα πετάμε στο έδαφος που το κάνουν αυθόρμητα (ανάλογα με τον καταβολισμό).

Ωστόσο, σε περίπτωση που θέλουμε να τους παραγγείλουμε πάλι, πρέπει να εφαρμόσουμε ενέργεια στο σύστημα και να τις συλλέξουμε από το έδαφος (ανάλογο με τον αναβολισμό).

Σε ορισμένες περιπτώσεις, οι καταβολικές οδοί χρειάζονται μια "ένεση ενέργειας" στα πρώτα τους βήματα για την επίτευξη της έναρξης της διαδικασίας. Για παράδειγμα, η γλυκόλυση ή η γλυκόλυση είναι η αποικοδόμηση της γλυκόζης. Αυτή η πορεία απαιτεί τη χρήση δύο μορίων ATP για να ξεκινήσει.

Ισορροπία μεταξύ αναβολισμού και καταβολισμού

Για να διατηρηθεί ένας υγιής και επαρκής μεταβολισμός, είναι απαραίτητο να υπάρχει ισορροπία μεταξύ των διαδικασιών αναβολισμού και καταβολισμού. Σε περίπτωση που οι διεργασίες αναβολισμού ξεπεράσουν εκείνες του καταβολισμού, τα γεγονότα της σύνθεσης είναι εκείνα που επικρατούν. Αντίθετα, όταν το σώμα λαμβάνει περισσότερη ενέργεια από ό, τι είναι απαραίτητο, κυριαρχούν καταβολικές οδοί.

Όταν ο οργανισμός βιώνει καταστάσεις αντιξοότητας, το ονομάζουν ασθένειες ή παρατεταμένες περιόδους νηστείας, ο μεταβολισμός επικεντρώνεται σε μονοπάτια αποδόμησης και εισέρχεται σε καταβολική κατάσταση.

Αναφορές

  1. Chan, Υ. Κ., Ng, Κ. Ρ., & Sim, D. S. Μ. (Eds.). (2015). Φαρμακολογική βάση οξείας περίθαλψης. Springer International Publishing.
  2. Curtis, Η., & Barnes, Ν. S. (1994). Πρόσκληση στη βιολογία. Macmillan.
  3. Οι Lodish, H., Berk, Α., Darnell, J.E., Kaiser, C.A., Krieger, Μ., Scott, Μ.Ρ., & Matsudaira,. Βιολογία των μοριακών κυττάρων. Macmillan.
  4. Ronzio, R. Α. (2003). Η εγκυκλοπαίδεια της διατροφής και της καλής υγείας. Εκδόσεις Infobase.
  5. Voet, D., Voet, J., & Pratt, C.W. (2007). Βασικές αρχές της βιοχημείας: Η ζωή σε μοριακό επίπεδο. Ed. Panamericana Medical.