Anabolismo vs Catabolismo – O que é, qual a diferença, como funciona

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Anabolismo vs Catabolismo – O que é, qual a diferença, como funciona
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O metabolismo é um processo bioquímico que permite que um organismo viva, cresça, se reproduza, se cure e se adapte ao seu ambiente. Anabolismo e catabolismo são dois processos metabólicos, ou fases. Anabolismo refere-se ao processo que constrói moléculas que o corpo necessita; geralmente requer energia para a conclusão. Catabolismo refere-se ao processo que divide moléculas complexas em moléculas menores; geralmente libera energia para o organismo usar.

Processos anabolizantes e catabólicos

Processos anabólicos usam moléculas simples dentro do organismo para criar compostos mais complexos e especializados. Essa síntese, a criação de um produto a partir de uma série de componentes, explica por que o anabolismo também é chamado de "biossíntese". O processo usa energia para criar seus produtos finais, que o organismo pode usar para se sustentar, crescer, curar, reproduzir ou ajustar-se a mudanças em seu ambiente. Crescendo em altura e massa muscular são dois processos anabólicos básicos. No nível celular, os processos anabólicos podem usar pequenas moléculas chamadas monômeros para construir polímeros , resultando em moléculas frequentemente altamente complexas. Por exemplo, aminoácidos (monômeros) podem ser sintetizados em proteínas (polímeros), da mesma forma que um construtor pode usar tijolos para criar uma grande variedade de construções.

Processos catabólicos quebram complexos compostos e moléculas para liberar energia. Isso cria o ciclo metabólico, onde o anabolismo cria outras moléculas que o catabolismo quebra, muitas das quais permanecem no organismo para serem usadas novamente.

O principal processo catabólico é a digestão, onde as substâncias nutrientes são ingeridas e divididas em componentes mais simples para o corpo usar. Nas células, os processos catabólicos decompõem polissacarídeos como amido, glicogênio e celulose em monossacarídeos ( glicose , ribose e frutose , por exemplo) para energia. As proteínas são decompostas em aminoácidos, para uso na síntese anabólica de novos compostos ou para reciclagem. E os ácidos nucléicos, encontrados no RNA e no DNA , são catabolizados em nucleotídeos como parte das necessidades de energia do corpo ou para o propósito de cura.

Hormônios

Muitos dos processos metabólicos em um organismo são regulados por compostos químicos chamados hormônios. Em geral, os hormônios podem ser classificados como anabólicos ou catabólicos com base em seus efeitos no organismo.

Os hormônios anabólicos incluem:

  • Estrogênio: presente nos machos e nas fêmeas, o estrogênio é produzido principalmente nos ovários. Regula algumas características sexuais femininas (crescimento dos seios e quadris), regula o ciclo menstrual e desempenha um papel no fortalecimento da massa óssea.
  • testosterona: Presente em mulheres e homens, a testosterona é produzida principalmente nos testículos. Regula algumas características sexuais masculinas (pêlos faciais, voz), fortalece os ossos e ajuda a construir e manter a massa muscular.
  • Insulina: Produzida no pâncreas pelas células beta, regula o nível sanguíneo e o uso de glicose. O corpo não pode usar glicose, uma fonte principal de energia, sem insulina. Quando o pâncreas não pode criar insulina, ou quando o corpo se esforça para processar a insulina, isso leva ao diabetes .
  • Hormônio do crescimento: produzido na hipófise, o hormônio do crescimento estimula e regula o crescimento durante os primeiros estágios da vida. Após a maturidade, ajuda a regular o reparo ósseo.

Os hormônios catabólicos incluem:

  • Adrenalina: Também chamada de epinefrina, a adrenalina é produzida pelas glândulas supra-renais. É o componente chave da resposta de "luta ou fuga" que acelera a frequência cardíaca , abre bronquíolos nos pulmões para uma melhor absorção de oxigênio e inunda o corpo com glicose para energia rápida.
  • Cortisol: Também produzido nas glândulas supra-renais, o cortisol é conhecido como "hormônio do estresse". É liberado durante períodos de ansiedade , nervosismo ou quando o organismo sente desconforto prolongado. Aumenta a pressão sanguínea , os níveis de açúcar no sangue e suprime os processos imunológicos do corpo.
  • Glucagon: produzido pelas células alfa do pâncreas, o glucagon estimula a quebra do glicogênio em glicose. O glicogênio é armazenado no fígado e quando o corpo precisa de mais energia (exercício, luta, alto nível de estresse), o glucagon estimula o fígado a catabolizar o glicogênio, que entra no sangue como glicose.
  • Citocinas: Este hormônio é uma pequena proteína que regula a comunicação e interações entre as células. As citocinas são constantemente produzidas e degradadas no corpo, onde seus aminoácidos são reutilizados ou reciclados para outros processos. Dois exemplos de citocinas são interleucina e linfocinas, mais frequentemente liberadas durante a resposta imune do corpo à invasão ( bactérias, vírus , fungos, tumores ) ou lesões.

Como Metabolismo Afeta o Peso Corporal

O peso corporal de uma pessoa será o resultado final do catabolismo menos o anabolismo: em essência, quanta energia é liberada no corpo, menos a quantidade de energia usada pelo corpo. O excesso de energia adicionado ao corpo é armazenado como gordura ou como glicogênio armazenado no fígado e nos músculos. Se o objetivo de uma pessoa é perder peso, o método básico é aumentar o uso de energia enquanto reduz a ingestão de energia, de preferência sob supervisão médica.

A maioria das pessoas aponta para o metabolismo como a razão para estar acima do peso ou abaixo do peso, mas os processos metabólicos variam pouco de pessoa para pessoa. A crença de que algumas pessoas desfrutam de um metabolismo "alto" ou "rápido" enquanto outras sofrem de um metabolismo "lento" ou "baixo" não é apoiada pela ciência. [1] O que difere em grau significativo é a quantidade de atividade física e a qualidade / quantidade de alimentos ingeridos por pessoas com os chamados metabolismos "rápido" e "lento". As pessoas que estão acima do peso simplesmente têm um desequilíbrio metabólico (energia) em que seu corpo absorve mais energia do que eles usam regularmente, com o excesso armazenado como gordura.

Existem distúrbios metabólicos que podem afetar o peso corporal, como hipotireoidismo ou hipertireoidismo . O hipotireoidismo é a condição em que a tireoide reduz sua produção hormonal, diminuindo o nível de uso de energia do corpo. Pessoas com hipotireoidismo tendem a ganhar peso a menos que sigam um regime muito rigoroso de dieta e exercício. O oposto ocorre com hipertireoidismo, um distúrbio no qual a produção hormonal da tireoide aumenta drasticamente e o uso de energia do corpo se torna excessivo.

Como mudar a taxa metabólica de base é quase impossível para aqueles com distúrbios metabólicos, a melhor opção para atingir o peso corporal ideal é a longo prazo mudanças nos níveis de dieta e exercício. O processo anabólico de construir massa muscular através de exercício, dança, ioga, jardinagem ou outra atividade física eventualmente leva a massa corporal mais magra (menos gordura) e uma maior necessidade de energia (catabolismo) para alimentar as células musculares. A qualidade nutricional dos alimentos também é um fator chave, evitando calorias "vazias", principalmente o excesso de gordura e açúcares , que o corpo não pode usar e acaba armazenando. O catabolismo quebra tudo, independentemente do seu valor nutricional. Para que os processos anabólicos funcionem em níveis ótimos, o corpo deve ter os nutrientes adequados. Comer alimentos mais saudáveis ​​ajuda o corpo a se construir de maneira mais saudável.

Exercícios anabólicos e catabólicos

Exercícios anabólicos são geralmente aqueles que constroem massa muscular, como levantamento de peso e isométricos (resistência). No entanto, qualquer exercício anaeróbico (sem uso de oxigênio) é basicamente anabólico. Exercícios anaeróbicos incluem corrida, pular corda, treinamento intervalado ou qualquer atividade feita em alta intensidade por breves períodos de tempo. Com essas atividades, o corpo é forçado a usar suas reservas imediatas de energia e depois remover o acúmulo de ácido láctico nos músculos. Para se preparar para outro esforço, o corpo aumenta a massa muscular, fortalece os ossos e usa aminoácidos para aumentar as reservas de proteína. Alguns dos aminoácidos provêm da gordura armazenada no corpo.

Os exercícios catabólicos são em grande parte aeróbicos , o que significa que eles consomem oxigênio e ajudam a queimar calorias e gordura . O uso de oxigênio é um fator chave no catabolismo, já que o oxigênio é um agente redutor em muitos processos químicos. Os exercícios típicos catabólicos / aeróbicos são jogging, ciclismo, natação, dança ou qualquer atividade física realizada por pelo menos 20 minutos em intensidade moderada. O tempo é um fator importante na obtenção de resultados, porque após cerca de 15 a 20 minutos, o corpo muda de glicose e glicogênio para o uso de gordura para sustentar as necessidades de energia do corpo. Para esse processo catabólico, oxigênioÉ necessário. Combinando exercícios aeróbicos e anaeróbicos em uma base consistente, uma pessoa pode usar processos anabólicos e catabólicos para alcançar ou manter um peso corporal ideal, bem como melhorar e sustentar a saúde geral.

Alimentos Catabólicos

A ideia de que alguns alimentos podem promover o catabolismo e, assim, induzir a perda de peso não é apoiada pela ciência. Em termos biológicos, a digestão serve para extrair nutrição e energia dos alimentos; se o processo induzisse o catabolismo, o organismo vivo sofreria danos por adquirir menos recursos do que investido para obtê-los. Em termos de física, um alimento catabólico custaria mais energia para processar do que o que proporcionaria ao organismo, levando à perda de energia que terminaria em morte. Nenhum processo digestivo pode ter uma perda de energia líquida e manter um organismo vivo.

Há, no entanto, alguns alimentos em que o gasto calórico para processá-los é um pouco maior do que as calorias que fornecem ao sistema. O exemplo claro é a água, especialmente a água gelada. O corpo precisa aquecê-lo antes de absorvê-lo, levando a uma pequena dívida calórica. Alimentos com alto teor de água, como aipo, também têm esse pequeno efeito catabólico. Mas o valor nutricional da água e do aipo não é alto o suficiente para sustentar adequadamente um organismo, então confiar apenas nesses alimentos para perder peso pode levar a complicações graves de saúde.

O anabolismo é o processo pelo qual o corpo utiliza a energia liberada pelo catabolismo para sintetizar moléculas complexas. Essas moléculas complexas são então utilizadas para formar estruturas celulares que são formadas por precursores pequenos e simples que atuam como blocos de construção.

Estágios do anabolismo

Existem três etapas básicas do anabolismo.

  • O estágio 1 envolve a produção de precursores como aminoácidos, monossacarídeos, isoprenoides e nucleotídeos.
  • O estágio 2 envolve a ativação desses precursores em formas reativas usando energia de ATP
  • O estágio 3 envolve a montagem desses precursores em moléculas complexas, como proteínas, polissacarídeos, lipídios e ácidos nucléicos.

Fontes de energia para processos anabolizantes

Diferentes espécies de organismos dependem de diferentes fontes de energia. Os autótrofos, como as plantas, podem construir moléculas orgânicas complexas em células, como polissacarídeos e proteínas, a partir de moléculas simples, como dióxido de carbono e água, usando a luz solar como energia.

Os heterotróficos, por outro lado, exigem uma fonte de substâncias mais complexas, como monossacarídeos e aminoácidos, para produzir essas moléculas complexas. Fotoautotróficos e fotoheterotróficos obtêm energia da luz enquanto os quimioautotróficos e quimioheterotróficos obtêm energia de reações de oxidação inorgânicas.

Anabolismo de carboidratos

Nestas etapas simples ácidos orgânicos podem ser convertidos em monossacarídeos, como a glicose e, em seguida, usado para montar polissacarídeos, como o amido. A glicose é feita de piruvato, lactato, glicerol, glicerato 3-fosfato e aminoácidos e o processo é chamado de gliconeogênese. A gliconeogênese converte o piruvato em glicose-6-fosfato através de uma série de intermediários, muitos dos quais são compartilhados com a glicólise.

Normalmente, os ácidos graxos armazenados como tecidos adiposos não podem ser convertidos em glicose através da gliconeogênese, pois esses organismos não podem converter a acetil-CoA em piruvato. Esta é a razão pela qual quando há fome a longo prazo, os seres humanos e outros animais precisam produzir corpos cetônicos a partir de ácidos graxos para substituir a glicose em tecidos como o cérebro que não pode metabolizar os ácidos graxos.

Plantas e bactérias podem converter ácidos graxos em glicose e utilizam o ciclo glioxilato, que ultrapassa a etapa de descarboxilação no ciclo do ácido cítrico e permite a transformação de acetil-CoA em oxaloacetato. Desta glicose é formada.

Glicanos e polissacarídeos são complexos de açúcares simples. Estas adições são possíveis graças à glicosiltransferase de um dador de açúcar-fosfato reactivo, tal como glucose de difosfato de uridina (UDP-glucose), para um grupo hidroxilo aceitador no polissacárido em crescimento. Os grupos hidroxilo no anel do substrato podem ser aceitadores e assim os polissacáridos produzidos podem ter estruturas lineares ou ramificadas. Esses polissacarídeos assim formados podem ser transferidos para lipídios e proteínas por enzimas chamadas oligossacariltransferases.

Anabolismo de proteína

Proteínas são formadas por aminoácidos. A maioria dos organismos pode sintetizar alguns dos 20 aminoácidos comuns. A maioria das bactérias e plantas pode sintetizar todos os vinte, mas os mamíferos podem sintetizar apenas os dez aminoácidos não essenciais.

Os aminoácidos são unidos em uma cadeia por ligações peptídicas para formar cadeias polipeptídicas. Cada proteína diferente tem uma sequência única de resíduos de aminoácidos: esta é a sua estrutura primária. A cadeia polipeptica sofre modificaes, dobragem e alteraes estruturais para formar a protea final.

Os nucleotídeos são feitos de aminoácidos, dióxido de carbono e ácido fórmico em vias que requerem grandes quantidades de energia metabólica.

As purinas são sintetizadas como nucleosídeos (bases ligadas à ribose). A adenina e a guanina, por exemplo, são feitas do nucleosídeo precursor monofosfato de inosina, que é sintetizado usando átomos dos aminoácidos glicina, glutamina e ácido aspártico, bem como formato transferido da coenzima tetraidrofolato.

As pirimidinas, como timina e citosina, são sintetizadas a partir do orotato base, que é formado a partir de glutamina e aspartato.

Anabolismo de ácidos graxos

Os ácidos graxos são sintetizados utilizando-se sintases de ácidos graxos que polimerizam e reduzem as unidades de acetil-CoA. Esses ácidos graxos contêm cadeias de acila que são estendidas por um ciclo de reações que adicionam o grupo acila, reduzem-no a um álcool, desidratam-no a um grupo alceno e então o reduzem novamente a um grupo alcano.

Em animais e fungos, todas estas reacções à sintase dos ácidos gordos são realizadas por uma única proteína do tipo I multifuncional. Em plantas, plasmídeos e bactérias, as enzimas do tipo II separadas realizam cada passo da via.

Outros lipídeos como terpenos e isoprenoides incluem os carotenóides e formam a maior classe de produtos naturais de plantas. Estes compostos são produzidos pela montagem e modificação de unidades de isopreno doadas pelos precursores reativos isopentenil pirofosfato e dimetilalil pirofosfato. Em animais e archaea, a via do mevalonato produz estes compostos a partir de acetil-CoA.

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