Pojam katabolizam obuhvaća sve metaboličke procese u tijelu tijekom kojih su složeni, a ponekad i visoko molekularni proteini, ugljikohidrati (polisaharide), a masti se razgrađuju u svoje jednostavnije građevne blokove, obično uz proizvodnju energije. Pojedinačni su građevni blokovi tada dostupni za sintezu novih potrebnih tvari ili se dalje razgrađuju i izlučuju.
Što je katabolizam?
Katabolizam je izraz koji se koristi za opisivanje svih metaboličkih procesa u tijelu tijekom kojih proteini, ugljikohidrati, a masti se razgrađuju u njihove jednostavnije građevne blokove. Metabolički procesi koji uključuju razgradnju tvari veće molekulske mase na tvari niže molekulske mase podvode se pod pojam katabolizam. To su obično višestepeni i višestupanjski procesi koji su uglavnom egzotermni. Egzotermni procesi biokatalitički kontroliraju enzimi, vitamini i hormoni kako bi se oslobođena energija za tijelo mogla koristiti u obliku topline ili kemijske energije za endotermno nakupljanje tvari i za zaštitu neposredne reakcijske okoline od opekline. Tijelo ovisi o proizvodnji energije kroz kataboličke metaboličke procese, jer za razliku od zelenih biljaka ne može provesti fotosintezu, na čijoj se proizvodnji energije i pretvaranju u kemijsku energiju koja se može skladištiti temelji sav aerobni život. Ugljikohidrati su raščlanjeni upotrebom enzimi kao što amilaza a saharaze na jednostavne šećere da glukoza. Glukozazauzvrat se može metabolizirati za izgradnju novih tvari ili dalje metabolizirati u energiju ugljen dioksid i voda i izlučuje se. Slični procesi razgradnje uključuju katabolizam proteina i masti. Visoke molekularne težine proteini razgrađuju se u peptide niske molekularne težine dajući pojedinačne aminokiseline, koji se dalje metaboliziraju ili koriste za izgradnju novih proteina. Masti se razgrađuju do masnih kiselina a potom se metaboliziraju na način sličan ugljikohidratima.
Funkcija i zadatak
Katabolizam ili katabolički metabolički procesi obavljaju četiri različite glavne zadaće i funkcije. Prvi glavni zadatak je proizvodnja energije u obliku korisne topline ili u obliku kemijske energije za naknadno iskorištavanje topline ili za endotermno nakupljanje novih potrebnih tvari. U slučaju potrebe, na primjer, škrob nastao i uskladišten anaboličkim postupcima pretvara se natrag u glukoza putem kataboličkog prometa i stavljen na raspolaganje ćeliji. Drugi je zadatak učiniti proizvode razgradnje bjelančevina, ugljikohidrata i masti, potrebnih za anabolizam (izgradnju metabolizma), dostupnim za izgradnju novih tvari. Ovo je svojevrsni postupak recikliranja, poznat i kao put spašavanja. Glavna prednost je što je skupljanje proteina energetski jeftinije, enzimi i hormoni iz recikliranih većih komada nego što je to sintetiziranje ispočetka od potrebnog molekule, s odgovarajućim unosom energije. Treći zadatak, iako je također vrlo važan, također se može smatrati korisnom nuspojavom. Važnost mnogih složenih tvari poput enzima, hormoni i vitamini leži u njihovoj bioaktivnosti i katalitičkom djelovanju. Ako je određeni enzim ili hormon poslužio svojoj svrsi, mora se učiniti neaktivnim ili zamijeniti odgovarajućim. Ovdje katabolizam igra značajnu ulogu. Čim hormon, enzim ili vitamin se metabolizira, tj. katabolizira, njegova se bioaktivnost naglo prekida. Sličan proces može se dogoditi s određenim toksinima koji gube toksični učinak katabolizmom i mogu se dalje metabolizirati kao produkti razgradnje toksina koji se izlučuju kao ostaci, npr. Putem bubrega. U četvrtom zadatku katabolizma, tijelo je sposobno metaboličkim procesima razgraditi vlastite bjelančevine, masti i ugljikohidrate u svrhu proizvodnje energije ili ih koristiti za dobivanje određenih aminokiseline ili drugi hitno potrebni spojevi. To omogućuje tijelu da preživi nekoliko dana bez unosa hrane i po potrebi razgrađuje tjelesno tkivo i gradi ga negdje drugdje. Da bi se spriječili sukobi unutar stanice, katabolički i anabolički metabolički procesi ne teku istodobno, već su uvijek vremenski odvojeni jedni od drugih. Enzimi kataboličkih procesa inhibiraju enzime anaboličkih procesa i obrnuto. Određene fosfataze mogu preokrenuti smjer metabolizma u anabolički, odnosno katabolički.
Bolesti i poremećaji
Katabolizam obuhvaća razne enzimski katalitičke, biokemijske metaboličke procese koji su uvijek međusobno povezani sa svojim anabolom. Žalbe i problemi stoga proizlaze ne toliko iz sveukupne disfunkcije, već u pravilu iz odsutnosti određenih enzima ili njihove biokemijske neučinkovitosti zbog genetske greške koja dovodi do neispravne sinteze enzima. U osnovi, međutim, postoje situacije koje dovesti uglavnom na katabolički metabolizam, jer se tjelesne tvari moraju češće razgraditi kako bi se spriječilo trovanje ili preplavljivanje tvarima štetnim za tijelo. Takve se situacije javljaju, na primjer, kod paralize mišića, infarkta miokarda, udar i druge vrste atrofije. Poremećaji kataboličkog metabolizma mogu biti prisutni u metabolizmu ugljikohidrata, metabolizmu proteina i metabolizam masti, i može dovesti do blagih do teških simptoma i bolesti. Metabolička bolest dijabetes je uzrokovan nedostatkom insulin ili otpor na učinkovitost inzulina i može dovesti do ozbiljnih akutnih stanja. Kao rezultat pothranjenost, koji, na primjer, sadrži premalo bjelančevina i ne pruža odgovarajuću opskrbu neophodnim aminokiseline, tijelo se sve više prebacuje na katabolički metabolizam, mobilizira sve raspoložive energetske rezerve i postupno razgrađuje tjelesnu supstancu kako bi tijelo moglo opskrbiti energijom. Kako bi iskoristilo što manje tjelesnih rezervi, tijelo istovremeno prelazi u svojevrsni način uštede energije. Mozak izvedba se usporava i fizičke performanse postaju mnogo teže.
