Katabolizm

Katabolizm (yunan sözü olub dağıtmaq, əskiltmək deməkdir), həmçinin enerji mübadiləsi və dissimilyasiya — mürəkkəb maddələrin daha sadə maddələrə parçalanması (deqradasiyası) və ya hər hansı bir maddənin istilik şəklində enerjinin və bütün biokimyəvi proseslərin universal enerji mənbəyi olan ATF molekulunun ayrılması ilə oksidləşmə prosesi; Katabolik reaksiyalar dissimilyasiya prosesinin əsasında durur; yəni mürəkkəb maddələrin daha sadə maddələrə parçalanması nəticəsində orqanizm üçün xas olan müəyyən spesifikliyini itirir.

Ümumi məlumat

Katobalizm nədir? Metabolizmin 2 növündən biri katabolizmdir. Bu proses sadə birləşmələrdən ATF enerjisinin sərf olunması ilə yeni, daha mürəkkəb birləşmələrin sintez və ya resintez olduğu anabolizm prosesininə əks prosesdir. Hüceyrələrdə katabolik və anabolik proseslərinin nisbəti hormonlar vasitəsilə tənzim olunur. Məs. adrenalin və ya qlyukokortikoidlər hüceyrədə maddələr mübadiləsi balansını katabolizmin üstünlük təşkil etdiyi tərəfə, insulin, somatotropin, testosteron isə anabolizmin üstünlük təşkil etdiyi tərəfə yönəldirlər. Sadəlik naminə katabolizmdən bəşəri baxımdan danışacağıq, baxmayaraq ki bütün orqanizmlər enerji ehtiyaclarını ödəmək üçün həm katabolik, həm də anabolik reaksiyalara sahibdirlər. İnsanlar enerjini ilk növbədə qidadan alır. Qəbul olunan qidadakı zülallar, yağlar, nuklein turşuları və karbohidratlardakı makromolekullar katabolik yollarla daha sadə molekullara bölünməlidir (oksidləşib) və ya digər anaboliklərdə istifadə edilə bilər. Məsələn; reaksiyalar. Katabolzmin nümunələri kimi aşağıdakı reaksiyaları göstərmək olar:

• Etanol asetaldehid (etanol, CH2CHO) və sirkə turşusu (CH3COOH) mərhələləri vasitəsilə karbon qazına (CO2) və suya (H2O) çevrilir.
• Qlikoliz – qlükoza süd turşusuna, ya da piroüzüm turşusuna çevrilir, hüceyrə tənəffüsü prosesində isə karbon qazına (CO2) və suya (H2O) çevrilir.

Katabolizm proseslərinin intensivliyi və enerji mənbəyi kimi hüceyrələrdə bu və ya digər katabolik proseslərinin üstünlük təşkil etməsi hormonlar vasitəsilə tənzim olunur.

• Qlyukokortikoidlər zülal və amin turşularının katabolizminin intensivliyini artırır, qlükozanın isə katabolizmini ləngidir (başqa sözlə, onun anabolizmini sürətləndirməklə qlükozanın qaraciyər və əzələ toxumasında qlikogen şəklində toplanmasını təmin etməklə bərabər, qanda və limfada qlükozanın qatılığını aşağı salır).
• İnsulin, əksinə, qlükozanın katabolizmini sürətləndirir, zülalların isə katabolizmini ləngidir.

Bu səbəbdən katabolizm, makromolekulları monomerlərə və ya daha sadə molekullara çevirən bir sıra metabolik yollar üçün əlverişli bir termindir. Bu daha sadə molekullar hüceyrələrin (və bu sayədə orqanizmlərin) işləmələri lazım olan digər zülallar, glikogen və trigliseridlər kimi digər molekullar üçün tikinti materialları kimi istifadə edilə bilər. Bu molekulların bəziləri, sadəcə istifadə edilə bilən enerjiyə çatmağın başqa bir yolu olan tullantı məhsullara bölünəcəkdir. Tullantı məhsulları yarandıqda, ümumiyyətlə oksidləşdirici reaksiya nəticəsində, bədəndə enerji valyutasının əsas vahidi olan adenozin trifosfat (ATP) kimi saxlanıla bilən müəyyən miqdarda enerji (kimyəvi bağlardan) sərbəst buraxılır. Bu katabolik reaksiyalardakı enerjinin bir hissəsi istilik kimi itirilsə də, proses olduqca səmərəlidir və metabolizmimizin əsasını təşkil edir.

Katabolik proseslər

Katabolizmanın əsas proseslərinə limon turşusu dövrü, qlikoliz, oksidləşdirici deaminasiya, əzələ toxumasının parçalanması və yağın parçalanması daxildir. Aşağıda katabolizmin bu əsas cəhətlərinin hər birinə qısa nəzər salacağıq.

Qlikoliz

Bu, ATP və NADH istehsalı ilə birlikdə şəkərləri (məsələn, qlükoza) piruvata ayıran proses olduğundan çox vacib bir katabolik prosesdir. Bir qlükoza molekulundan başlayaraq qlikoliz, məhsul olaraq iki piruvat molekulunu meydana gətirəcək 10 addımlıq bir reaksiyadır. Kinaz, mutaz, dehidrogenaz, izomeraz və liaz, həmçinin iki ATP istehlakı da daxil olmaqla müxtəlif fermentlərdən istifadə edərək, bu əsas qlükoza molekulu 2 piruvat molekuluna, 2 NADH (daha sonra ATP istehsalı üçün istifadə oluna bilər) bölünə bilər.) və 4 ATP. Bu prosesin enerji istehlakı zamanı iki ATP istehlak edildiyi üçün qlükoza molekulunun parçalanmasının xalis qazancı 2 ATP-dir.

Sitrik turşusu dövrü

Krebs dövrü olaraq da bilinən limon turşusu dövrü, piruvat molekullarından başlayaraq daha çox enerji istehsalı üçün qlikoliz məhsullarının bir hissəsini istifadə edir. Yenə də fermentlər, bu piruvat molekullarının manipulyasiyasında və enerjini idarəli bir şəkildə sərbəst buraxmaq və dövrü davam etdirmək üçün digər molekullarla bağlamada əsas rol oynayır. Limon turşusu dövrünün bir fırlanma məhsulu (2 molekul piruvat istifadə edərək) 4 karbon dioksid molekulundan, 6 molekul NADH, 2 molekul FADH2 və 2 molekuldan GTP ibarətdir. NADH və FADH2 daha da ATP istehsalı üçün elektron nəqliyyat zəncirinə keçəcəkdir.

Oksidativ Deaminasiya

Zülalları və amin turşularını parçalamaq və içərisindəki enerjiyə çatmaq söz mövzusu olduqda, oksidləşdirici deaminasiya deyilən daha az bilinən bir proses tələb olunur. Zülallar ümumiyyətlə parçalanır və daha çox molekulyar inkişaf üçün substrat kimi istifadə olunur (anabolik proseslər). Bununla birlikdə, karbohidrat və ya normal enerji mənbəyi çatışmazlığı olduqda, bədən proteoliz adlanan bir müddətlə zülalları amin turşularına parçalamağa başlayacaq. Digər enerji mənbələrindən fərqli olaraq amin turşuları azot daşıyır, buna görə fərqli bir katabolik proses tələb olunur — oksidləşdirici deaminasiya. Azot qrupları xaric edildikdə, ketoasid olaraq bilinən əsas bir karbon skelet qalır. Normal bir qlükoza molekuluna bənzər bir ketoasit enerji istehsal etmək üçün Krebs dövrünə girə bilər və ya sərbəst bir yağ turşusu halına gətirilə bilər. Ammonyak bu növ deaminasiyanın yan məhsuludur, az miqdarda yaxşıdır, lakin yüksək səviyyədə zəhərlidir. Bədən, ammonyağı qaraciyərdə sidik cövhərinə çevirərək qaraciyərdən böyrəklərə köçürülə bilən və sidiyimizdən xaric oluna bilər.

Yağ Parçalanması (Lipoliz)

Yağ toxumasında yığılmış trigliseridlərin yağ ehtiyatlarının parçalanması enerji istehsalının başqa bir yoludur. Trigliseridlər bir glisero bel, üç yağ turşusu quyruğu və əvvəlki iki komponenti birləşdirən üç ester bağından ibarətdir. Hidroliz reaksiyası ilə edilən enerjini sərbəst buraxmaq üçün üç ester istiqaməti qırılmalıdır. Üç ayrı addımda bu bağların hər biri pozulur. Yağ turşularının hər biri suyun (H2o) tətbiqi ilə xaric edildikdən sonra son məhsullar arasında bir qliserol molekulu, iki sərbəst buraxılmış yağ turşusu və istifadə edilə bilən enerji vardır. Bu prosesi stimullaşdıran hormonlara kortizol, adrenalin və glukagon daxildir; insulin bu prosesə qarşı işləyir və bunun əvəzinə trigliseridlər quran bir anabolik prosesi stimullaşdırır.

Katabolik proseslərə nə nəzarət edir?

Anabolik proseslərdə olduğu kimi, katabolik proseslər də bir sıra hormonların meydana gəlməsini tələb edir. Katabolizmada iştirak edən əsas hormonlara qlükaqon, kortizol, adrenalin və sitokinlər daxildir. Xatırlamaq vacibdir ki, bütün hüceyrə və metabolik proseslər ciddi şəkildə tənzimlənməli və nəzarət edilməlidir, belə ki mənbələr boş yerə sərf olunmamalı və hüceyrələr hər zaman yüksək effektivlikdə fəaliyyət göstərməlidir. Hormonlar bu proseslərin çoxunun siqnallarıdır. Bədəndəki müxtəlif bezlər tərəfindən sərbəst buraxılaraq orqanlara, əzələlərə və toxumalara nə edəcəyini izah edirlər. Məsələn, özünüzü təhlükəli bir vəziyyətdə tapdığınız zaman uçuş və ya döyüş reaksiyanız başlayır və kortizol və adrenalin qan dövranınıza atılır. Bu da öz növbəsində qlikogeni qlükozaya parçalayacaq bir katabolik proses kaskadına başlayacaq, buna görə əzələlərin işləməsi və ürəyinizi sürətləndirməsi üçün enerjiyə sahibdir. Aşağıda göstərilən proseslərin çoxu, beynin tələb etdiyi ilə bədənin təmin etdiyi şeylər arasında davranış yapışqanlığı rolunu oynayan hormonlarla tənzimlənir və tənzimlənir.

Enerji və maddələr mübadiləsi

Qida maddələri — canlı orqanizm tərəfindən enerji ehtiyatlarını doldurmaq üçün yeməli və içməli olan və maddələr mübadiləsinin kimyəvi reaksiyalarının normal gedişini təmin etmək üçün zəruri olan istənilən maddələr- zülallar, karbohidratlar, vitaminlər, minerallar, mikroelementlər qida maddələri adlanır. Metabolizm — orqanizmdə gedən bütün kimyəvi reaksiyaların məcmuudur. Metabolizmin əhəmiyyəti orqanizmə zəruri olan maddələrin yaradılmasından və onu enerji ilə təmin etməkdən ibarətdir. Metabolizmin iki tərkib hissəsi vardır-katabolizm və anabolizm.

Ədəbiyyat

• Биологический энциклопедический словарь / глав. ред. М. С. Гиляров. — М.: Советская энциклопедия, 1986. — С. 250.