什麼是分解代謝及其與合成代謝的差異?概念、存在類型、重要性和範例
我們解釋什麼是分解代謝及其與合成代謝的差異。此外,還有存在的類型、重要性和範例。
分解代謝是分解營養素以獲得能量。
什麼是分解代謝?
分解代謝是將複雜的營養物質分解成簡單物質以獲得身體能量的過程。它是生物新陳代謝的兩個階段之一,另一個階段是合成代謝(與分解代謝相反且互補的過程)。
這個術語來自希臘語 katos(“向下”)和 ballein(“投擲”),因為它從最複雜和最大到最簡單和最小。它需要身體輸入少量能量,但會釋放身體以ATP (三磷酸腺苷)形式儲存的化學能,以用於其他直接過程。
分解代謝反應,即構成分解代謝的反應,彼此之間可能有很大不同,儘管同時它們在各種已知的生命形式之間差異很小。儘管存在能夠代謝鐵和硫的微生物,但它們通常由有機分子的還原氧化反應組成。
分解代謝反應也分為需要氧氣的反應(需氧反應)和不需要氧氣的反應(厭氧反應)。兩者都發生在人體內,例如,隨著消化的進行(將有機大分子分解成其組成單體),然後是細胞內代謝循環(克雷布斯循環和氧化磷酸化)。
另請參閱:有氧呼吸
分解代謝和合成代謝之間的差異
分解代謝和合成代謝是互補但相反的過程。分解代謝將有機大分子分解成更簡單的形式。因此,它釋放其化學鍵的化學能。另一方面,合成代謝消耗身體的能量,以相反的方向形成新的鍵和新的複雜分子。
因此,一方面消耗能量,另一方面釋放能量;一種是從基本到複雜,另一種則是相反的方向。這意味著當分解代謝和合成代謝平衡時,細胞保持穩定;但當需要分解組織時(例如「燃燒」脂肪),分解代謝比合成代謝占主導地位。
更多內容:合成代謝
細胞分解代謝
分解代謝透過一系列構成細胞呼吸的過程在身體細胞內發生 。這是透過不同的過程發生的,這取決於氧氣是否存在,但從廣義上講,它包括葡萄糖生物分子的氧化以獲得能量。
這個過程稱為糖解,發生在細胞的細胞質中,每個葡萄糖分子(具有 6 個碳原子)獲得兩個丙酮酸(每個分子具有3 個碳原子),在這個過程中,兩個ATP分子得到四個回報。然後,將根據以下物質中是否存在氧氣來處理該丙酮酸鹽:
細胞呼吸。在氧氣存在的情況下(有氧環境),丙酮酸被氧化為CO2,釋放其鍵能以產生 ATP。這發生在細胞粒線體基質的第一階段(三羧酸循環或克雷布斯循環),然後發生在粒線體膜的呼吸鏈中。從能量的角度來看,這個過程的生產力很高,每個葡萄糖分子產生約 36 個 ATP 分子。
細胞發酵。當沒有氧氣存在時(厭氧環境),生物體不能氧化丙酮酸,而是發酵它,產生乙醇或乳酸分子而不是二氧化碳。這些分子更難消除,產生的能量也少得多:每個葡萄糖分子只產生約 2 個 ATP 分子。
繼續:糖酵解
肌肉分解代謝
運動與良好的飲食相結合可以防止肌肉分解代謝。
肌肉分解代謝是透過新陳代謝本身減少肌肉質量,也就是破壞肌肉組織以獲得養活自己所需的資源。
當進入體內的食物不足以維持新陳代謝的進行或能量需求遠高於從食物中獲得的能量時,就會發生這種情況。
在這種情況下,身體會轉向體內的脂肪來釋放額外的能量,一旦耗盡,就會採取絕望的措施,例如「燃燒」肌肉,以確保新陳代謝繼續進行。
為了避免肌肉分解代謝,您必須保持適合運動量或體力活動的飲食。此外,為身體提供足夠的休息機會也很重要,因為在睡眠期間會產生最大量的肌肉量。
分解代謝的重要性
分解代謝是 生物代謝過程的關鍵部分,即生物獲取能量的方法,尤其是異養生物,它們必須以其他生物的有機物為食,消化它並將其分解成最小的碎片。
了解分解代謝對於理解我們如何以及為何基於食物消耗而生存至關重要, 因為我們的身體必須將我們吃的東西轉化為有用的部分,然後它必須用這些部分組成新的細胞和新的組織。
分解代謝的例子
分解代謝使我們能夠將食物轉化為簡單物質。
分解代謝是我們消化食物的基本原理。例如,我們吃的食物被加工並分解成較大的生物分子,進入體內分解代謝。
因此,蛋白質被分解為氨基酸,脂質被分解為脂肪酸,糖被分解為單醣。然後,這些更簡單的化合物聚集在相同的代謝途徑上:乙醯輔酶A,這種化合物進入細胞啟動細胞呼吸(克雷布斯循環)。