Pojem katabolizmus zahŕňa všetky metabolické procesy v tele, v priebehu ktorých prebiehajú zložité a niekedy aj vysokomolekulárne procesy proteíny, sacharidy (polysacharidy) a tuky sa štiepia na jednoduchšie stavebné bloky, zvyčajne pri generovaní energie. Jednotlivé stavebné bloky sú potom k dispozícii na syntézu nových potrebných látok alebo sa ďalej štiepia a vylučujú.
Čo je to katabolizmus?
Katabolizmus je termín používaný na popis všetkých metabolických procesov v tele, počas ktorých proteíny, sacharidya tuky sa rozkladajú na jednoduchšie stavebné bloky. Metabolické procesy, ktoré zahŕňajú rozklad látok s vyššou molekulovou hmotnosťou na látky s nižšou molekulovou hmotnosťou, sú subsumované pod pojem katabolizmus. Spravidla ide o viacstupňové viacstupňové procesy, ktoré sú väčšinou exotermické. Exotermické procesy sú biokatalyticky riadené enzýmy, vitamíny a hormóny aby bolo možné využiť uvoľnenú energiu pre telo vo forme tepelnej alebo chemickej energie na endotermické hromadenie látok a chrániť bezprostredné reakčné prostredie pred popáleniny. Telo závisí od výroby energie prostredníctvom katabolických metabolických procesov, pretože na rozdiel od zelených rastlín nemôže vykonávať fotosyntézu, na ktorej výrobe energie a premene na skladovateľnú chemickú energiu je založený všetok aeróbny život. Sacharidy sú rozdelené podľa použitia enzýmy ako amylázy a sacharázy na jednoduché cukry do glukóza. Glukóza, naopak, môžu byť metabolizované na tvorbu nových látok alebo ďalej metabolizované na energiu do uhlík oxid a voda a vylučované. Podobné procesy odbúravania zahŕňajú katabolizmus bielkovín a tukov. Vysokomolekulárna proteíny sa degradujú na nízkomolekulárne peptidy, čím sa získajú jednotlivé aminokyseliny, ktoré sa ďalej metabolizujú alebo používajú na tvorbu nových proteínov. Tuky sa degradujú na mastné kyseliny a následne metabolizuje podobným spôsobom ako sacharidy.
Funkcia a úloha
Katabolizmus alebo katabolické metabolické procesy vykonávajú štyri rôzne hlavné úlohy a funkcie. Prvou hlavnou úlohou je výroba energie vo forme využiteľného tepla alebo vo forme chemickej energie pre následné využitie tepla alebo pre endotermické hromadenie nových potrebných látok. V prípade potreby sa napríklad škrob vytvorený a uložený pomocou anabolických procesov prevedie späť na glukóza prostredníctvom katabolického obratu a sprístupnené bunke. Ďalšou úlohou je pripraviť degradačné produkty bielkovín, sacharidov a tukov, ktoré sú potrebné pre anabolizmus (budovanie metabolizmu), dostupné pre budovanie nových látok. Jedná sa o druh recyklačného procesu, tiež známy ako záchranná cesta. Veľkou výhodou je, že zhromažďovanie bielkovín je energeticky menej nákladné enzýmy a hormóny z recyklovaných väčších kusov, ako je potrebné, od nuly ich od nuly syntetizovať molekuly, s primeraným vstupom energie. Tretia úloha, aj keď je tiež veľmi dôležitá, by sa dala považovať za užitočný vedľajší účinok. Dôležitosť mnohých zložitých látok, ako sú enzýmy, hormóny a vitamíny spočíva v ich bioaktivite a katalytickom pôsobení. Ak konkrétny enzým alebo hormón slúžili svojmu účelu, musí sa stať neaktívnym alebo nahradeným jeho náprotivkom. To je miesto, kde katabolizmus hrá významnú úlohu. Len čo sa objaví hormón, enzým alebo vitamín sa metabolizuje, tj. katabolizuje, jeho bioaktivita sa náhle preruší. Podobný proces môže nastať pri určitých toxínoch, ktoré strácajú toxický účinok katabolizmom a môžu sa ďalej metabolizovať ako degradačné produkty toxínu, ktoré sa vylučujú ako zvyšky, napr. Obličkami. Pri štvrtej úlohe katabolizmu je telo schopné využívať metabolické procesy na odbúravanie vlastných bielkovín, tukov a sacharidov v tele na účely výroby energie alebo ich využiť na získanie určitých aminokyseliny alebo iné urgentne potrebné zlúčeniny. To umožňuje telu prežiť niekoľko dní bez príjmu potravy a podľa potreby odbúravať telesné tkanivá a budovať ich inde. Aby sa zabránilo konfliktom v bunke, katabolické a anabolické metabolické procesy neprebiehajú súčasne, ale vždy sú navzájom časovo oddelené. Enzýmy katabolických procesov inhibujú enzýmy anabolických procesov a naopak. Niektoré fosfatázy môžu zmeniť smer metabolizmu na anabolický alebo katabolický.
Choroby a poruchy
Katabolizmus zahŕňa celý rad enzymaticky katalytických, biochemických metabolických procesov, ktoré vždy navzájom súvisia s ich náprotivkom, anabolizmom. Sťažnosti a problémy preto nevznikajú ani tak z celkovej dysfunkcie, ako skôr z absencie určitých enzýmov alebo z ich biochemickej neúčinnosti v dôsledku genetického defektu vedúceho k nesprávnej syntéze enzýmu. V zásade však existujú situácie, ktoré viesť hlavne na katabolický metabolizmus, pretože látky v tele sa musia odbúravať častejšie, aby sa zabránilo otrave alebo zaplaveniu látkami, ktoré sú pre telo škodlivé. Takéto situácie nastávajú napríklad pri svalovej paralýze, infarkte myokardu, mŕtvica a ďalšie typy atrofie. Poruchy katabolického metabolizmu môžu byť v metabolizme uhľohydrátov, bielkovinách a metabolizmus tukova môže viesť na mierne až závažné príznaky a ochorenia. Metabolická choroba cukrovka je spôsobený nedostatkom inzulín alebo rezistencia na účinnosť inzulínu a plechovka viesť na vážne akútne stavy. Ako výsledok podvýživa, ktorý napríklad obsahuje príliš málo bielkovín a neposkytuje dostatočný prísun nevyhnutných látok aminokyseliny, telo čoraz viac prechádza na katabolický metabolizmus, mobilizuje všetky dostupné energetické zásoby a postupne odbúrava telesnú látku, aby bolo schopné telu dodať energiu. Aby sa využilo čo najmenej vlastných rezerv tela, prepne sa telo súčasne do druhu režimu úspory energie. Mozog výkonnosť sa spomaľuje a fyzický výkon sa stáva oveľa ťažším.
