تفاوت کاتابولیسم و متابولیسم چیست

تفاوت اصلی کاتابولیسم و متابولیسم

کاتابولیسم (Catabolism) و ​​متابولیسم (metabolism) به مجموعه ای از واکنش‌های بیوشیمیایی اطلاق می‌شود که در بدن رخ می‌دهد. کاتابولیسم مجموعه ای از واکنش‌های بیوشیمیایی است که در تجزیه مولکول‌های پیچیده بدن به واحدهای کوچک نقش دارند. انرژی در طی فرآیند کاتابولیسم آزاد می‌شود که می‌تواند به راحتی در سایر فرآیندهای سلولی مورد استفاده قرار گیرد. متابولیسم مجموعه ای از واکنش‌های بیوشیمیایی است که در داخل یک موجود زنده رخ می‌دهد، از جمله کاتابولیسم. آنابولیسم (Anabolism) نیز در متابولیسم گنجانده شده است. تفاوت اصلی بین کاتابولیسم و ​​متابولیسم در این است که کاتابولیسم شامل واکنش‌های بیوشیمیایی تجزیه‌ای است که در ارگانیسم رخ می‌دهد در حالی که متابولیسم شامل مجموعه ای از واکنش‌های بیوشیمیایی در ارگانیسم است که می‌تواند ترکیبی یا تجزیه‌ای باشد.

کاتابولیسم چیست؟

مجموعه ای از واکنش‌هایی که مولکول‌های پیچیده را به واحدهای کوچک تجزیه می‌کند، کاتابولیسم نامیده می‌شود. کاتابولیسم فرآیندی تجزیه‌ای است. واکنش‌های کاتابولیک گرما و همچنین انرژی را به شکل ATP آزاد می‌کنند. بنابراین، این واکنش‌ها به عنوان فرآیندهای اگزرگونیک در نظر گرفته می‌شوند. واحدهای کوچک مولکول‌های تولید شده در کاتابولیسم را می‌توان برای آزادسازی انرژی از طریق اکسیداسیون یا به عنوان پیش ساز در سایر واکنش‌های آنابولیک استفاده کرد. واکنش‌های کاتابولیک برای تولید انرژی ATP مورد نیاز واکنش‌های آنابولیک در نظر گرفته می‌شود.
در طی کاتابولیسم، مواد زائد مانند اوره، آمونیاک، اسید لاکتیک، اسید استیک و دی اکسید کربن نیز تولید می‌شود. بسیاری از هورمون‌ها مانند آدرنالین، کورتیزول و گلوکاگون نیز در این فرآیند نقش دارند.
در طول هضم، ماکرومولکول‌های پیچیده مانند نشاسته، چربی‌ها و پروتئین‌ها از رژیم غذایی جذب می‌شوند و به ترتیب توسط آنزیم‌های گوارشی به واحدهای کوچکی مانند مونوساکاریدها، اسیدهای چرب و اسیدهای آمینه تجزیه می‌شوند. سپس از این مونوساکاریدها در گلیکولیز برای تولید استیل کوآ استفاده می‌شود. این استیل کوآ در چرخه اسید سیتریک استفاده می‌شود و NAD+ را تولید می‌کند. ATP از NAD+ با عبور از زنجیره انتقال الکترون در طول فسفوریلاسیون اکسیداتیو تولید می‌شود. کاتابولیسم پروتئین‌ها، پلی ساکاریدها و چربی‌ها در شکل ۱ نشان داده شده است.

شکل ۱: مروری بر کاتابولیسم پروتئین، پلی ساکاریدها و چربی‌ها

اسیدهای چرب برای تولید استیل کوآ از طریق اکسیداسیون بتا استفاده می‌شوند. اسیدهای آمینه یا در سنتز پروتئین‌ها مورد استفاده مجدد قرار می‌گیرند یا در چرخه اوره به اوره اکسید می‌شوند.
بسته به استفاده از ترکیبات آلی به عنوان منبع کربن یا دهنده الکترون، موجودات زنده به ترتیب به عنوان هتروتروف و ارگانوتروف طبقه بندی می‌شوند. مونوساکاریدها مانند مولکول‌های آلی متوسط ​​پیچیده توسط هتروتروف‌ها تجزیه می‌شوند تا انرژی مورد نیاز برای فرآیندهای سلولی تولید کنند. مولکول‌های آلی توسط ارگانوتروف‌ها شکسته می‌شوند تا الکترون‌هایی تولید کنند که می‌توانند در زنجیره انتقال الکترون آن‌ها برای تولید انرژی ATP استفاده شوند.

متابولیسم چیست؟ 

مجموعه ای از واکنش‌های بیوشیمیایی که در بدن اتفاق می‌افتد در مجموع به عنوان متابولیسم شناخته می‌شود. سه مرحله اصلی در متابولیسم یافت می‌شود. ابتدا، در طی کاتابولیسم، کربوهیدرات‌ها، پروتئین‌ها، چربی‌ها و اسیدهای نوکلئیک موجود در غذا به واحدهای مونومر کوچک خود تجزیه می‌شوند و ضایعات نیتروژنی حذف می‌شوند. ثانیاً، مونومرهای حاصل مانند گلوکز به عنوان سوبسترا در تنفس سلولی با تولید انرژی استفاده می‌شوند. ثالثاً، در طول آنابولیسم، واحدهای مونومر کوچک به مولکول‌های پیچیده مانند پلی پپتیدها، پلی ساکاریدهای لیپیدی و اسیدهای نوکلئیک پلیمریزه می‌شوند. در مجموع، این واکنش‌های بیوشیمیایی بر رشد ارگانیسم، رشد، حفظ ساختارها، تولید مثل و پاسخ به محیط بیرون تأثیر می‌گذارد.
متابولیسم از طریق مسیرهای متابولیک انجام می‌شود. این بدان معنی است که یک ترکیب شیمیایی از طریق یک سری واکنش‌های بیوشیمیایی به محصول نهایی مسیر خود تبدیل می‌شود. هر واکنش بیوشیمیایی توسط آنزیم‌های منحصر به فرد کاتالیز می‌شود. از طریق حضور آنزیم‌هایی برای کاتالیز هر واکنش، می‌توان این واکنش‌ها را به گونه ای تنظیم کرد تا به انرژی مورد نیاز ارگانیسم برسد. از سوی دیگر، این واکنش‌های کاتالیز شده توسط آنزیم، که نیاز به انرژی دارند، با واکنش‌های خود به خودی همراه می‌شوند که انرژی را آزاد می‌کنند. سرعت متابولیسم بستگی به مقدار غذای مصرف شده توسط ارگانیسم دارد. ارتباط بین مسیرهای متابولیک در شکل ۲ نشان داده شده است.

شکل ۲: ارتباط بین مسیرهای متابولیک

تفاوت بین کاتابولیسم و ​​متابولیسم

تعریف

کاتابولیسم: مجموعه ای از واکنش‌های بیوشیمیایی درگیر در فرآیندهای آزادسازی انرژی در موجوداتبه عنوان کاتابولیسم شناخته می‌شود.
متابولیسم: به مجموعه ای از واکنش‌های بیوشیمیایی در بدن متابولیسم گفته می‌شود.

نوع

کاتابولیسم: کاتابولیسم شامل واکنش‌های تجزیه‌ای در بدن است.
متابولیسم: متابولیسم شامل واکنش‌های ترکیبی و تجزیه‌ای در بدن می‌شود.

اهمیت

کاتابولیسم: آزاد شدن انرژی از متابولیسم به فرآیندهای سلولی نیرو می‌دهد و بدن را گرم می‌کند و در عین حال به حرکت عضلات اجازه می‌دهد.
متابولیسم: متابولیسم برای رشد، توسعه و حفظ ساختارهای سلولی و پاسخ به محیط مهم است.

فرم انرژی

کاتابولیسم: واکنش‌ها در فرآیندهای آزادسازی و ذخیره انرژی نقش دارند.
متابولیسم: انرژی بالقوه به عنوان انرژی جنبشی در طول کاتابولیسم آزاد می‌شود.

حرارت

کاتابولیسم: کاتابولیسم یک واکنش اگزرگونیک است.
متابولیسم: متابولیسم از هر دو واکنش آندرگونیک و اگزرگونیک تشکیل شده است.

استفاده از اکسیژن

کاتابولیسم: کاتابولیسم هوازی است و از اکسیژن برای این فرآیند استفاده می‌کند.
متابولیسم: متابولیسم شامل هر دو واکنش هوازی و بی هوازی است.

هورمون‌ها

کاتابولیسم:  هورمون‌هایی مانند آدرنالین، کورتیزول، گلوکاگون و سیتوکین‌ها در کاتابولیسم نقش دارند.
متابولیسم:  هورمون‌های آنابولیک مانند استروژن، تستوسترون، هورمون رشد و انسولین و هورمون‌های کاتابولیک در متابولیسم نقش دارند.

اثر بر بدن

کاتابولیسم: کاتابولیسم چربی و کالری را می‌سوزاند. از مواد غذایی ذخیره شده برای تولید انرژی استفاده می‌کند.
متابولیسم: متابولیسم امکان رشد، نمو، حفظ ساختار، تولید مثل و واکنش ارگانیسم به محیط بیرون را فراهم می‌کند.

عملکرد

کاتابولیسم: کاتابولیسم در طول فعالیت‌های بدنی عمل می‌کند.
متابولیسم: متابولیسم هم در زمان استراحت یا خواب و هم در فعالیت‌های بدن کارایی دارد.

تبدیل انرژی

کاتابولیسم: انرژی بالقوه در طی کاتابولیسم به انرژی جنبشی تبدیل می‌شود.
متابولیسم: متابولیسم یک تبدیل متقابل بین انرژی پتانسیل و جنبشی است.

فرآیندها

کاتابولیسم: کاتابولیسم در طی تنفس سلولی، هضم و دفع اتفاق می‌افتد.
متابولیسم: متابولیسم در طی فتوسنتز در گیاهان، سنتز پروتئین، سنتز گلیکوژن، هضم، تنفس و دفع اتفاق می‌افتد.

مثال‌ها

کاتابولیسم: فرآیندهای آنابولیک مانند فتوسنتز و فرآیندهای کاتابولیک مانند تنفس سلولی نمونه‌هایی هستند.
متابولیسم: هضم، تنفس سلولی و دفع نمونه‌هایی برای فرآیندهای کاتابولیک هستند.

نتیجه

کاتابولیسم و ​​متابولیسم اصطلاحاتی هستند که در مجموع واکنش‌های بیوشیمیایی داخل بدن را توصیف می‌کنند. متابولیسم به مجموعه ای از واکنش‌های بیوشیمیایی در بدن اطلاق می‌شود. این شامل هر دو کاتابولیسم و ​​آنابولیسم است که تمام ویژگی‌هایی را که یک ارگانیسم را ایجاد می‌کند حفظ می‌کند. متابولیسم بر رشد، نمو، تولید مثل و پاسخ ارگانیسم به محیط بیرون تأثیر می‌گذارد. کاتابولیسم شامل واکنش‌های بیوشیمیایی است که مولکول‌های پیچیده را به واحدهای کوچک خود تجزیه می‌کنند. تفاوت اصلی کاتابولیسم و ​​متابولیسم در رابطه آنها بین آنهاست.