الابتنائية مقابل تقويضي (التمثيل الغذائي الخلوي): التعريف والأمثلة

المحتوى

• نظرة عامة على التمثيل الغذائي
• ركائز الأيض
• ما هو الأيض الابتنائية؟
• ما هو الأيض التقويضي؟
• الحفاظ على توازن الأيض الابتنائية
• التمرين البدني: نمو العضلات وفقدان الدهون

الخلايا هي أصغر وحدات الكائنات الحية التي تفتخر بجميع الخصائص المرتبطة بالحياة. واحدة من هذه الخصائص المميزة هي التمثيل الغذائي، أو استخدام الجزيئات أو الطاقة التي يتم جمعها من البيئة لتنفيذ التفاعلات الكيميائية الحيوية اللازمة للبقاء على قيد الحياة ، وفي النهاية التكاثر.

عمليات الأيض ، وغالبا ما تسمى مسارات التمثيل الغذائي ، ويمكن تقسيمها إلى تلك التي هي الابتنائية، أو التي تنطوي على تخليق جزيئات جديدة ، وتلك التي هي الهدم، والتي تنطوي على انهيار الجزيئات الموجودة.

العامية ، عمليات الابتنائية هي عن بناء منزل واستبدال أشياء مثل النوافذ والمزاريب حسب الحاجة ، والعمليات التقويمية تتناول أخذ القطع البالية أو المكسورة من المنزل لكبحها. إذا تم القيام بذلك بالتنسيق الصحيح ، فسيكون المنزل في حالة مستقرة بقدر الإمكان ، ولكن لن يحدث بشكل سلبي مطلقًا.

نظرة عامة على التمثيل الغذائي

تخضع الخلايا والأنسجة التي تشكلها باستمرار لعملية التمثيل الغذائي "ثنائي الاتجاه" ، مما يعني أنه بينما تتدفق بعض الأشياء في اتجاه الابتنائية ، فإن البعض الآخر يسير في الاتجاه المعاكس.

ربما يكون هذا أكثر وضوحًا على مستوى الكائنات الحية بالكامل: إذا كنت تحترق جلوكوز بينما تغني للحاق بكلبك (عملية تقويضية) ، فإن الورقة المقطوعة على يديك من اليوم السابق تستمر في الشفاء (عملية الابتنائية). لكن الانقسام نفسه يعمل في الخلايا الفردية.

يتم تحفيز التفاعلات الخلوية بواسطة جزيئات البروتين الكروي الخاصة الانزيمات، والتي بحكم التعريف تشارك في التفاعلات الكيميائية دون تغيير أنفسهم في النهاية. إنها تسرع ردود الفعل إلى حد كبير - في بعض الأحيان بعامل يزيد على ألف - وبالتالي تعمل المحفزات.

ردود الفعل الابتنائية عادة ما تتطلب مدخلات الطاقة وبالتالي ماص للحرارة (ترجمة فضفاضة ، "الحرارة إلى الداخل"). هذا يبدو منطقيا؛ لا يمكنك أن تنمو أو تبني العضلات ما لم تأكل ، مع زيادة كمية الغذاء التي تتناولها عادة لشدة ومدة نشاط معين.

ردود الفعل التقويضية عادة ما تكون إكسوثرمى متسم باطلاق الحرارة ("الحرارة إلى الخارج") وتحرير الطاقة ، والتي يتم تسخير جزء كبير منها بواسطة الخلية في شكل أدينوسين ثلاثي الفوسفات (ATP) وتستخدم لعمليات استقلابية أخرى.

ركائز الأيض

تتكون العناصر الهيكلية الرئيسية للجسم والجزيئات التي يتطلبها الوقود بالإضافة إلى نمو الأنسجة واستبدالها أحاديةأو وحدات مكررة صغيرة داخل كل أكبر ، تسمى أ البوليمر.

قد تكون هذه الوحدات متطابقة ، كما هو الحال مع جزيئات الجلوكوز مرتبة في سلاسل طويلة من وقود التخزين الجليكوجين، أو قد تكون متشابهة وتأتي في "النكهات" ، كما هو الحال مع الأحماض النووية والنيوكليوتيدات التي تتكون منها.

الثلاثة الرئيسية المغذيات الكبيرة فئات من الجزيئات في التغذية البشرية ، ودعا الكربوهيدرات, البروتينات و الدهون، كل تتكون من نوع الخاصة بهم من مونومر.

الجلوكوز هو الركيزة الأساسية لجميع أشكال الحياة على الأرض ، مع كل خلية حية قادرة على استقلابها للحصول على الطاقة. كما لوحظ ، يمكن ربط جزيئات الجلوكوز بـ "سلاسل" لتكوين الجليكوجين ، والذي يوجد عند الإنسان بشكل أساسي في العضلات والكبد. تتكون البروتينات من المونومرات المستخرجة من كيس مسك يحتوي على 20 من الأحماض الأمينية المختلفة.

الدهون ليست بوليمرات لأنها تتكون من ثلاثة أحماض دهنية مرتبطة بـ "العمود الفقري" لجزيء الكربون الثلاثي الغليسيرول. عندما ينمو أو يتقلص ، يحدث هذا عن طريق إضافة أو إزالة الذرات إلى نهايات سلاسل الأحماض الدهنية ، مثل رأس المال "E" مع بقاء الجزء الرأسي بنفس الحجم ولكن الأشرطة الأفقية تختلف في الطول.

ما هو الأيض الابتنائية؟

النظر في إعطاء مربع من اللبنات لعبة حجم غير محدود. كثيرون متطابقون إلا في لونهم ؛ البعض الآخر أحجام مختلفة ، ولكن يمكن ضمها معًا ؛ لا يزال البعض الآخر لا يهدف إلى الاتصال بغض النظر عن التكوين الذي تحدده. يمكنك إنشاء تصميمات متطابقة تتضمن say ، ثلاث إلى خمس قطع ، وربطها معًا بطريقة تكون تقاطعات هذه الإنشاءات متطابقة أيضًا.

هذا هو الأيض في الأساس في العمل. تمثل المجموعات الفردية المكونة من ثلاث إلى خمس قطع لعبة "المونومرات" والمنتج النهائي يشبه "البوليمر". وفي الخلايا ، بدلاً من أن تقوم يديك بعمل تجميع القطع ، تقوم الإنزيمات بتوجيه العملية. في كلتا الحالتين ، فإن الجانب الرئيسي هو مدخلات الطاقة لتوليد جزيئات ذات تعقيد أكبر (وعادة ما يكون حجم أكبر كذلك).

تشمل الأمثلة على عمليات الابتنائية ، بالإضافة إلى تخليق البروتين ، استحداث السكر (توليف الجلوكوز من مختلف ركائز المنبع) ، وتخليق الأحماض الدهنية ، تكون الدهون (تخليق الدهون من الأحماض الدهنية والجلسرين) وتشكيل اليوريا و أجسام خلونية.

ما هو الأيض التقويضي؟

في معظم الوقت ، لا تكون عمليات الهدم ، على مستوى ردود الفعل الفردية ، مجرد ردود فعل الابتنائية المقابلة تعمل في الاتجاه المعاكس ، على الرغم من أن العديد منها متماثل. عادة ، تشارك الانزيمات المختلفة.

على سبيل المثال ، الخطوة الأولى في تحلل (هدم الجلوكوز) هو إضافة مجموعة الفوسفات إلى الجلوكوز ، بإذن من الإنزيم هيكسوكيناز، لتشكيل الجلوكوز 6 فوسفات. ولكن الخطوة الأخيرة لتكوين الجلوكوز ، وهي إزالة الفوسفات من الجلوكوز - 6 - الفوسفات لتشكيل الجلوكوز ، يتم تحفيزها بواسطة الجلوكوز - 6 - الفوسفاتيز.

عمليات التقليب الحيوية الأخرى التي تحدث في جسمك هي تحلل الغليكوجين (انهيار الجليكوجين في العضلات أو الكبد) ، يبوليسا (إزالة الأحماض الدهنية من الجلسرين) ، بيتا للأكسدة ("حرق" الأحماض الدهنية) ، وتدهور الكيتونات أو البروتينات أو الأحماض الأمينية الفردية.

الحفاظ على توازن الأيض الابتنائية

يتطلب الحفاظ على تناغم الجسم مع احتياجاته في الوقت الفعلي درجة عالية من الاستجابة والتنسيق. يمكن التحكم في معدلات تفاعلات الابتنائية والهضم عن طريق تغيير كمية الإنزيم أو الركيزة المعبأة إلى جزء معين من الخلية ، أو عن طريق منع ردود الفعل، حيث يشير تراكم منتج إلى رد الفعل المنبع للمضي قدمًا ببطء أكبر.

أيضا ، والأهم من وجهة نظر تصور التمثيل الغذائي بشكل كلي ، يمكن تحويل الركائز من مسار المغذيات الكبيرة إلى مسار آخر حسب الحاجة.

مثال على هذا التكامل بين المسارات هو أن الأحماض الأمينية ألانين والجلوتامين ، بالإضافة إلى كونهما اللبنات الأساسية للبروتينات ، يمكن أن تدخل في تكوين الغلوكوز. لكي يحدث هذا ، يحتاجون إلى إلقاء النيتروجين الخاص بهم ، والذي تتم معالجته بواسطة إنزيمات تسمى الترانساميناسات.

التمرين البدني: نمو العضلات وفقدان الدهون

تشكل اللياقة البدنية مصدر قلق عام كبير في البلدان التي يتمتع فيها الأشخاص في الغالب بممارسة تمارين اختيارية.

وتهدف العديد من الطرائق الشائعة بقوة في اتجاه عملية واحدة أو أخرى ، مثل رفع الأثقال لبناء كتلة العضلات (تمارين الابتنائية) أو استخدام مدرب بيضاوي الشكل أو طاحون الدوس ل "القلب" وإلقاء كتلة الجسم الخالية من الدهون أو الدهون (أو الجسم) الوزن) لفقدان الوزن (تمارين تقويضي).

أحد الأمثلة على كلا النظامين في العمل هو عداء ماراثون يستعد ويدير سباقًا طوله 42.2 كم (26.2 ميل). في الأسبوع السابق ، حمل الكثير من الناس عن قصد الأطعمة الغنية بالكربوهيدرات بينما يستريحون لهذا الجهد.

بسبب تدريبهم اليومي على التشغيل والحاجة المستمرة لاستبدال الوقود المشبع ، فإن هؤلاء الرياضيين يتمتعون بمستويات عالية من النشاط في إنزيم الجليكوجين الإنزيم ، والذي يسمح لعضلاتهم وكبدهم بتوليف الجليكوجين بفاعلية غير عادية.

خلال الماراثون ، يتم تحويل هذا الجليكوجين إلى جلوكوز لتشغيل العداء لساعات متتالية ، على الرغم من أن هؤلاء الرياضيين عادة ما يأخذون مصادر الجلوكوز (على سبيل المثال ، المشروبات الرياضية) طوال الحدث وكذلك لمنع "ضرب الحائط".