एनाबॉलिक बनाम कैटाबोलिक (सेल मेटाबॉलिज्म): परिभाषा और उदाहरण

कोशिकाएं जीवित चीजों की सबसे छोटी इकाइयाँ हैं जो जीवन से जुड़े सभी गुणों को समेटे हुए हैं। इन परिभाषित विशेषताओं में से एक है उपापचय, या जीवित रहने के लिए आवश्यक जैव रासायनिक प्रतिक्रियाओं को पूरा करने के लिए पर्यावरण से एकत्रित अणुओं या ऊर्जा का उपयोग और अंततः पुनरुत्पादन।

चयापचय प्रक्रियाओं, जिन्हें अक्सर चयापचय पथ कहा जाता है, को उन में विभाजित किया जा सकता है जो हैं उपचय, या जिसमें नए अणुओं का संश्लेषण शामिल है, और जो हैं अपचयी, जिसमें मौजूदा अणुओं का टूटना शामिल है।

बोलचाल की भाषा में, एनाबॉलिक प्रक्रियाएं एक घर बनाने और खिड़कियों जैसी चीजों को बदलने के बारे में हैं आवश्यकतानुसार गटर, और कैटोबोलिक प्रक्रियाएं घर के खराब या टूटे हुए टुकड़ों को ले जाने के बारे में हैं नियंत्रण। यदि इन्हें सही गति से एक साथ किया जाता है, तो घर यथासंभव स्थिर स्थिति में रहेगा, लेकिन निष्क्रिय रूप से कभी नहीं।

वे जो कोशिकाएं और ऊतक बनाते हैं वे लगातार "द्विदिशात्मक" से गुजर रहे हैं उपापचय, जिसका अर्थ है कि जहां कुछ चीजें अनाबोलिक दिशा में बह रही हैं, वहीं अन्य विपरीत दिशा में जा रही हैं।

यह शायद पूरे जीवों के स्तर पर अधिक स्पष्ट है: यदि आप जल रहे हैं

सेलुलर प्रतिक्रियाओं को विशेष गोलाकार प्रोटीन अणुओं द्वारा उत्प्रेरित किया जाता है जिन्हें कहा जाता है एंजाइमों, जो परिभाषा के अनुसार अंत में स्वयं को बदले बिना रासायनिक प्रतिक्रियाओं में भाग लेते हैं। वे प्रतिक्रियाओं को बहुत तेज करते हैं - कभी-कभी एक हजार से अधिक के कारक द्वारा - और इस प्रकार कार्य करते हैं उत्प्रेरक.

अनाबोलिक प्रतिक्रियाएं आमतौर पर ऊर्जा के इनपुट की आवश्यकता होती है और इसलिए एन्दोठेर्मिक (शिथिल रूप से अनुवादित, "अंदर की गर्मी")। यह समझ में आता है; जब तक आप भोजन नहीं करते हैं, तब तक आप मांसपेशियों का विकास या निर्माण नहीं कर सकते हैं, आपके भोजन का सेवन आमतौर पर दी गई गतिविधि की तीव्रता और अवधि तक बढ़ जाता है।

अपचयी प्रतिक्रियाएं आमतौर पर हैं एक्ज़ोथिर्मिक ("बाहर की ओर गर्मी") और ऊर्जा मुक्त करते हैं, जिसका अधिकांश भाग कोशिका द्वारा के रूप में उपयोग किया जाता है एडेनोसिन ट्राइफॉस्फेट (एटीपी) और अन्य चयापचय प्रक्रियाओं के लिए उपयोग किया जाता है।

शरीर के मुख्य संरचनात्मक तत्व और अणुओं को ईंधन के साथ-साथ ऊतक वृद्धि और प्रतिस्थापन के लिए इसकी आवश्यकता होती है मोनोमर, या छोटी दोहराई जाने वाली इकाइयाँ एक बड़े पूरे के भीतर, जिसे a. कहा जाता है पॉलीमर.

ये इकाइयाँ समान हो सकती हैं, जैसे कि ग्लूकोज अणुओं को भंडारण ईंधन की लंबी श्रृंखलाओं में व्यवस्थित किया जाता है ग्लाइकोजन, या वे समान हो सकते हैं और "स्वाद" में आते हैं, जैसे कि as न्यूक्लिक एसिड और न्यूक्लियोटाइड जो उन्हें बनाते हैं।

तीन प्रमुख मैक्रोन्यूट्रिएंट की कक्षाएं बड़े अणुओं मानव पोषण में, कहा जाता है कार्बोहाइड्रेट, प्रोटीन तथा वसा, प्रत्येक में अपने स्वयं के प्रकार के मोनोमर होते हैं।

ग्लूकोज पृथ्वी पर सभी जीवन का मूल आधार है, प्रत्येक जीवित कोशिका इसे ऊर्जा के लिए चयापचय करने में सक्षम है। जैसा कि उल्लेख किया गया है, ग्लूकोज अणुओं को ग्लाइकोजन बनाने के लिए "श्रृंखला" में जोड़ा जा सकता है, जो मनुष्यों में मुख्य रूप से मांसपेशियों और यकृत में पाया जाता है। प्रोटीन में 20 अलग-अलग ग्रैब-बैग से खींचे गए मोनोमर्स होते हैं अमीनो अम्ल.

वसा बहुलक नहीं होते क्योंकि उनमें तीन होते हैं वसायुक्त अम्ल तीन-कार्बन अणु की "रीढ़ की हड्डी" से जुड़ा हुआ है ग्लिसरॉल. जब वे बढ़ते या सिकुड़ते हैं, तो यह फैटी एसिड श्रृंखलाओं के सिरों पर परमाणुओं को जोड़ने या हटाने के माध्यम से होता है, बल्कि एक पूंजी "ई" की तरह ऊर्ध्वाधर भाग एक ही आकार के शेष लेकिन क्षैतिज सलाखों में भिन्न होता है लंबाई।

असीमित आकार के खिलौना बिल्डिंग ब्लॉक्स का एक बॉक्स दिए जाने पर विचार करें। उनके रंग को छोड़कर कई समान हैं; अन्य विभिन्न आकार हैं, लेकिन एक साथ जुड़ सकते हैं; फिर भी अन्य कनेक्ट करने के लिए नहीं हैं, चाहे आपके द्वारा चुने गए कॉन्फ़िगरेशन से कोई फर्क नहीं पड़ता। आप समान संरचनाएँ बना सकते हैं जिनमें तीन से पाँच टुकड़े शामिल हैं, और इन्हें एक साथ इस तरह से जोड़ सकते हैं कि इन निर्माणों के जंक्शन भी समान हों।

यह क्रिया में अनिवार्य रूप से उपचय चयापचय है। तीन से पांच खिलौनों के टुकड़ों के अलग-अलग समूह "मोनोमर्स" का प्रतिनिधित्व करते हैं और तैयार उत्पाद के समान होता है "बहुलक।" और कोशिकाओं में, आपके हाथ टुकड़ों को एक साथ रखने का काम करने के बजाय, एंजाइम मार्गदर्शन करते हैं प्रक्रिया। दोनों ही मामलों में, मुख्य पहलू अधिक जटिलता (और आमतौर पर बड़े आकार के भी) के अणुओं को उत्पन्न करने के लिए ऊर्जा का एक इनपुट है।

एनाबॉलिक प्रक्रियाओं के उदाहरणों में शामिल हैं, प्रोटीन संश्लेषण के अलावा, ग्लुकोनियोजेनेसिस (विभिन्न अपस्ट्रीम सबस्ट्रेट्स से ग्लूकोज का संश्लेषण), फैटी एसिड का संश्लेषण, लिपोजेनेसिस (फैटी एसिड और ग्लिसरॉल से वसा का संश्लेषण) और का गठन यूरिया तथा कीटोन निकाय.

अधिकांश समय, व्यक्तिगत प्रतिक्रियाओं के स्तर पर, अपचय प्रक्रियाएं, केवल संबंधित उपचय प्रतिक्रियाएं नहीं होती हैं, जो विपरीत में चलती हैं, हालांकि उनमें से कई समान हैं। आमतौर पर, विभिन्न एंजाइम शामिल होते हैं।

उदाहरण के लिए, में पहला कदम ग्लाइकोलाइसिस (ग्लूकोज का अपचय) ग्लूकोज में फॉस्फेट समूह का जोड़ है, एंजाइम के सौजन्य से हेक्सोकाइनेजग्लूकोज-6-फॉस्फेट बनाने के लिए। लेकिन ग्लूकोनोजेनेसिस का अंतिम चरण, ग्लूकोज-6-फॉस्फेट से ग्लूकोज बनाने के लिए फॉस्फेट को हटाना, ग्लूकोज-6-फॉस्फेट द्वारा उत्प्रेरित होता है।

आपके शरीर में चल रही अन्य महत्वपूर्ण अपचयी प्रक्रियाएं हैं ग्लाइकोजेनोलिसिस (मांसपेशियों या यकृत में ग्लाइकोजन का टूटना), lipolysis (ग्लिसरॉल से फैटी एसिड को हटाना), बीटा-ऑक्सीकरण (फैटी एसिड का "जलना"), और कीटोन्स, प्रोटीन या व्यक्तिगत अमीनो एसिड का क्षरण।

वास्तविक समय में शरीर को उसकी आवश्यकताओं के अनुरूप बनाए रखने के लिए उच्च स्तर की प्रतिक्रिया और समन्वय की आवश्यकता होती है। एनाबॉलिक और कैटोबोलिक प्रतिक्रियाओं की दरों को सेल के किसी दिए गए हिस्से में जुटाए गए एंजाइम या सब्सट्रेट की मात्रा को अलग करके या द्वारा नियंत्रित किया जा सकता है। प्रतिक्रिया निषेध, जिसमें किसी उत्पाद का संचय अपस्ट्रीम प्रतिक्रिया को अधिक धीरे-धीरे आगे बढ़ने का संकेत देता है।

इसके अलावा, और महत्वपूर्ण रूप से चयापचय को समग्र रूप से देखने के दृष्टिकोण से, एक मैक्रोन्यूट्रिएंट मार्ग से सब्सट्रेट को आवश्यकतानुसार दूसरे में स्थानांतरित किया जा सकता है।

पथों के इस एकीकरण का एक उदाहरण यह है कि अमीनो एसिड ऐलेनिन और ग्लूटामाइन, प्रोटीन के निर्माण खंड के रूप में कार्य करने के अलावा, ग्लूकोनेोजेनेसिस में भी प्रवेश कर सकते हैं। ऐसा होने के लिए, उन्हें अपने नाइट्रोजन को छोड़ने की आवश्यकता होती है, जिसे एंजाइम कहा जाता है ट्रांसएमिनेस

• ग्लिसरॉल, लिपोलिसिस का एक उत्पाद, ग्लूकोनोजेनेसिस मार्ग में भी प्रवेश कर सकता है, जो एक तरीका है, ढीले अर्थों में, वसा से चीनी प्राप्त करता है। तिथि करने के लिए, हालांकि, इस बात का कोई सबूत नहीं है कि फैटी एसिड ऑक्सीकरण के उत्पाद ग्लूकोनेोजेनेसिस में प्रवेश कर सकते हैं।

शारीरिक फिटनेस उन देशों में एक प्रमुख सार्वजनिक चिंता है जहां लोग अक्सर वैकल्पिक व्यायाम की विलासिता रखते हैं।

कई सामान्य तौर-तरीके एक प्रक्रिया या किसी अन्य की दिशा में दृढ़ता से लक्षित होते हैं, जैसे कि मांसपेशियों के निर्माण के लिए वजन उठाना (एनाबॉलिक) व्यायाम) या "कार्डियो" के लिए एक अण्डाकार ट्रेनर या ट्रेडमिल का उपयोग करना और वजन घटाने के लिए दुबला या वसायुक्त शरीर द्रव्यमान (या शरीर के वजन) को कम करना (कैटोबोलिक) व्यायाम)।
कार्रवाई में दोनों प्रणालियों का एक उदाहरण एक मैराथन धावक है जो 42.2-किमी (26.2-मील) दौड़ की तैयारी और दौड़ रहा है। एक हफ्ते पहले, बहुत से लोग प्रयास के लिए आराम करते हुए जानबूझकर कार्बोहाइड्रेट युक्त खाद्य पदार्थों पर लोड करते हैं।

अपने दैनिक चलने वाले प्रशिक्षण और अपचयित ईंधन को बदलने की निरंतर आवश्यकता के कारण, इन एथलीटों के पास उच्च स्तर हैं एंजाइम ग्लाइकोजन सिंथेज़ की गतिविधि, जो उनकी मांसपेशियों और यकृत को असामान्य के साथ ग्लाइकोजन को संश्लेषित करने की अनुमति देता है दृढ़ता।

मैराथन के दौरान, इस ग्लाइकोजन को अंत में घंटों तक धावक को शक्ति प्रदान करने के लिए ग्लूकोज में परिवर्तित किया जाता है, हालांकि ये एथलीट आमतौर पर पूरे आयोजन के दौरान ग्लूकोज के स्रोतों (उदाहरण के लिए, स्पोर्ट्स ड्रिंक) लेते हैं और साथ ही "मारने" को रोकने के लिए दीवार।"

• फैटी एसिड से ग्लूकोज उत्पन्न करने में शरीर की अक्षमता का कारण कार्बोहाइड्रेट को महत्वपूर्ण माना जाता है उच्च-तीव्रता, निरंतर व्यायाम, क्योंकि फैटी एसिड के बीटा-ऑक्सीकरण के परिणामस्वरूप पर्याप्त एटीपी नहीं होता है चयापचय की जरूरत है।