Katabolismi mõiste hõlmab kõiki keha metaboolseid protsesse, mille käigus on keeruline ja mõnikord kõrgmolekulaarne valgud, süsivesikuid (polüsahhariidid) ja rasvad jagunevad nende lihtsamateks ehitusplokkideks, tavaliselt energia tootmisega. Seejärel on üksikud ehitusplokid saadaval uute vajalike ainete sünteesimiseks või need lagundatakse ja eritatakse veelgi.
Mis on katabolism?
Katabolism on termin, mida kasutatakse keha kõigi ainevahetusprotsesside kirjeldamiseks valgud, süsivesikuidja rasvad jagunevad nende lihtsamateks ehitusplokkideks. Ainevahetusprotsessid, mis hõlmavad suurema molekulmassiga ainete lagunemist väiksema molekulmassiga aineteks, kuuluvad termini katabolism alla. Need on tavaliselt mitmeastmelised kuni mitmeastmelised protsessid, mis on enamasti eksotermilised. Eksotermilisi protsesse kontrollib biokatalüütiliselt ensüümide, vitamiinid ja hormoonid selleks, et vabanevat energiat keha jaoks kasutada soojuse või keemilise energia kujul ainete endotermiliseks kogunemiseks ja kaitsta vahetut reaktsioonikeskkonda põletus. Keha sõltub energiatootmisest kataboolsete ainevahetusprotsesside kaudu, sest erinevalt rohelistest taimedest ei saa ta läbi viia fotosünteesi, mille energiatootmine ja muundamine säilitatavaks keemiliseks energiaks kogu aeroobse elu põhineb. Süsivesikud on jaotatud ensüümide nagu amülaasid ja sahharaasid lihtsuhkruteks glükoos. Glükoosvõib omakorda metaboliseerida uute ainete loomiseks või edasi metaboliseerida energia saamiseks süsinik dioksiid ja vesi ja eritub. Sarnased laguprotsessid hõlmavad valkude ja rasvade katabolismi. Suure molekulmassiga valgud lagundatakse madala molekulmassiga peptiidideks, saades üksikud aminohapped, mida edasi metaboliseeritakse või kasutatakse uute valkude loomiseks. Rasvad lagunevad rasvhapped ja seejärel metaboliseeritakse sarnaselt süsivesikutele.
Funktsioon ja ülesanne
Katabolism ehk kataboolsed ainevahetusprotsessid täidavad nelja erinevat peamist ülesannet ja funktsiooni. Esimene põhiülesanne on energia tootmine kasutatava soojuse kujul või keemilise energia kujul järgnevaks soojuse kasutamiseks või uute vajalike ainete endotermiline kogunemine. Vajaduse korral muundatakse anaboolsete protsesside käigus tekkinud ja salvestatud tärklis näiteks tagasi glükoos kataboolse käibe kaudu ja tehakse rakule kättesaadavaks. Teine ülesanne on muuta anabolismiks (ainevahetuse loomiseks) vajalikud valkude, süsivesikute ja rasvade laguproduktid kättesaadavaks uute ainete ehitamiseks. See on omamoodi ringlussevõtu protsess, mida tuntakse ka kui päästetööd. Suur eelis on see, et valkude kokkupanek on energeetiliselt vähem kulukas, ensüümide ja hormoonid ringlussevõetud suurematest tükkidest, kui on vaja sünteesida need nullist vajalikust molekulid, sobiva sisendenergiaga. Kolmandat ülesannet, kuigi see on samuti väga oluline, võib pidada ka kasulikuks kõrvalnähuks. Paljude keeruliste ainete, näiteks ensüümide, hormoonid ja vitamiinid seisneb nende bioaktiivsuses ja katalüütilises toimes. Kui mõni konkreetne ensüüm või hormoon on oma eesmärgi täitnud, tuleb see muuta passiivseks või asendada selle kolleegiga. Siin mängib katabolism olulist rolli. Niipea kui hormoon, ensüüm või vitamiin metaboliseerub, st kataboliseerub, selle bioaktiivsus katkeb järsult. Sarnane protsess võib toimuda teatud toksiinide puhul, mis kaotavad toksilise toime katabolismi teel ja mida saab edasi metaboliseerida toksiinide lagunemisproduktidena, mis erituvad jääkainetena, näiteks neerude kaudu. Katabolismi neljanda ülesande korral suudab keha metaboolsete protsesside abil lagundada keha enda valke, rasvu ja süsivesikuid energia tootmiseks või kasutada neid teatud ainete saamiseks aminohapped või muid hädavajalikke ühendeid. See võimaldab kehal ilma toiduta tarbida mitu päeva üle elada, vajadusel keha kude lagundada ja mujal üles ehitada. Rakusiseste konfliktide vältimiseks ei käi kataboolsed ja anaboolsed ainevahetusprotsessid samaaegselt, vaid on alati üksteisest ajaliselt eraldatud. Kataboolsete protsesside ensüümid pärsivad anaboolsete protsesside ensüüme ja vastupidi. Teatud fosfataasid võivad muuta ainevahetuse suuna vastavalt anaboolseks või kataboolseks.
Haigused ja häired
Katabolism hõlmab mitmesuguseid ensümaatiliselt katalüütilisi, biokeemilisi metaboolseid protsesse, mis on alati vastastikku seotud anabolismiga. Kaebused ja probleemid ei tulene seetõttu mitte niivõrd üldisest düsfunktsioonist, vaid reeglina teatud ensüümide puudumisest või nende biokeemilisest ebaefektiivsusest, mis on tingitud geneetilisest defektist, mis põhjustab ensüümi vale sünteesi. Põhimõtteliselt on siiski olukordi, mis viima peamiselt kataboolsele ainevahetusele, kuna keha aineid tuleb organismile kahjulike ainetega mürgituse või üleujutuse vältimiseks sagedamini jagada. Sellised olukorrad tekivad näiteks lihaste paralüüsi, müokardiinfarkti, insult ja muud tüüpi atroofia. Kataboolse ainevahetuse häired võivad esineda süsivesikute ainevahetuses, valkude ainevahetuses ja rasvade ainevahetus, ja saab viima kuni kerged kuni rasked sümptomid ja haigused. Ainevahetushaigus diabeet on põhjustatud selle puudumisest insuliin või vastupanu insuliini efektiivsusele ja saab viima raskete ägedate seisunditeni. Selle tulemusena alatoitumine, mis sisaldab näiteks liiga vähe valku ja ei taga piisavat vajalike ainete varu aminohapped, lülitub keha üha enam kataboolsele ainevahetusele, mobiliseerib kõik olemasolevad energiavarud ja lagundab keha ainet järk-järgult, et olla võimeline keha energiaga varustama. Selleks, et kasutada võimalikult vähe keha enda varusid, lülitub keha üheaegselt mingile energiasäästurežiimile. Aju sooritus aeglustub ja füüsiline jõudlus muutub palju raskemaks.
