Contenu
- Aperçu du métabolisme
- Substrats de Métabolisme
- Qu'est-ce que le métabolisme anabolique?
- Qu'est-ce que le métabolisme catabolique?
- Garder un équilibre de métabolisme anabolique et catabolique
- Exercice physique: croissance musculaire et perte de graisse
Les cellules sont les plus petites unités de créatures vivantes qui possèdent toutes les propriétés associées à la vie. L'une de ces caractéristiques est métabolisme, ou l’utilisation de molécules ou d’énergie provenant de l’environnement pour effectuer les réactions biochimiques nécessaires pour rester en vie et, au final, se reproduire.
Les processus métaboliques, souvent appelés voies métaboliques, peuvent être divisés en ceux qui sont anabolisant, ou qui impliquent la synthèse de nouvelles molécules, et celles qui sont catabolique, qui impliquent la décomposition de molécules existantes.
Habituellement, les processus anabolisants consistent à construire une maison et à remplacer des éléments tels que les fenêtres et les gouttières au besoin, tandis que les processus cataboliques consistent à prendre des morceaux de la maison usés ou brisés pour les freiner. Si celles-ci sont effectuées de concert au bon rythme, la maison existera dans un état aussi stable que possible, mais jamais de manière passive.
Aperçu du métabolisme
Les cellules et les tissus qu'elles forment subissent continuellement un métabolisme "bidirectionnel", ce qui signifie que si certaines choses vont dans une direction anabolique, d'autres vont dans la direction opposée.
Ceci est peut-être plus évident au niveau d'organismes entiers: si vous brûlez à travers glucose tout en chantant pour rattraper votre chien (processus catabolique), le papier coupé sur votre main de la veille continue à guérir (processus anabolique). Mais la même dichotomie est à l'œuvre dans les cellules individuelles.
Les réactions cellulaires sont catalysées par des molécules de protéines globulaires spéciales appelées des enzymes, qui par définition participent à des réactions chimiques sans être eux-mêmes finalement modifiés. Ils accélèrent considérablement les réactions - parfois même plus de mille - et fonctionnent donc comme catalyseurs.
Réactions anaboliques nécessitent généralement un apport d'énergie et sont donc endothermique (traduit vaguement, "chaleur à l'intérieur"). C'est logique; vous ne pouvez pas développer ou développer des muscles si vous ne mangez pas, votre consommation de nourriture s'adaptant généralement à l'intensité et à la durée d'une activité donnée.
Réactions cataboliques sont généralement exothermique ("chaleur à l'extérieur") et libérer de l'énergie, dont une grande partie est exploitée par la cellule sous la forme d'adénosine triphosphate (ATP) et utilisée pour d'autres processus métaboliques.
Substrats de Métabolisme
Les principaux éléments structurels du corps et les molécules dont il a besoin pour le carburant, la croissance et le remplacement des tissus sont composés de les monomères, ou de petites unités répétitives dans un tout plus grand, appelé polymère.
Ces unités peuvent être identiques, comme avec les molécules de glucose disposées dans de longues chaînes du combustible de stockage glycogène, ou ils peuvent être similaires et se présenter sous forme de "saveurs", comme pour les acides nucléiques et les nucléotides qui les composent.
Les trois majeurs macronutriment classes de macromolécules en nutrition humaine, appelées les glucides, les protéines et les graisses, chacun consiste en son propre type de monomère.
Le glucose est le substrat fondamental de toute la vie sur Terre, chaque cellule vivante étant capable de le métaboliser en énergie. Comme indiqué précédemment, les molécules de glucose peuvent être liées en "chaînes" pour former du glycogène, qui se trouve principalement chez l'homme dans le muscle et le foie. Les protéines sont constituées de monomères tirés d'une poche de 20 acides aminés différents.
Les graisses ne sont pas des polymères car elles sont constituées de trois acides gras liés à un "squelette" de la molécule à trois carbones. glycérol. Quand ils grossissent ou se contractent, cela se produit par l’ajout ou le retrait d’atomes aux extrémités des chaînes d’acides gras, un peu comme un "E" majuscule, la partie verticale conservant la même taille mais les barres horizontales variant en longueur.
Qu'est-ce que le métabolisme anabolique?
Pensez à recevoir une boîte de blocs de construction jouets de taille illimitée. Beaucoup sont identiques sauf par leur couleur; d'autres sont de tailles différentes, mais peuvent être assemblés; d'autres encore ne sont pas censés se connecter, quelle que soit la configuration choisie. Vous pouvez créer des constructions identiques comprenant, par exemple, trois à cinq pièces, et les lier de manière à ce que les jonctions de ces constructions soient également identiques.
C'est essentiellement le métabolisme anabolique en action. Les groupes individuels de trois à cinq pièces de jouet représentent des "monomères" et le produit fini est analogue à un "polymère". Et dans les cellules, au lieu que vos mains s’assemblent pour assembler les pièces, des enzymes guident le processus. Dans les deux cas, l'aspect clé est un apport d'énergie permettant de générer des molécules de plus grande complexité (et généralement de plus grande taille).
Des exemples de processus anaboliques comprennent, en plus de la synthèse de protéines, gluconéogenèse (la synthèse du glucose à partir de divers substrats en amont), la synthèse des acides gras, lipogenèse (la synthèse des graisses à partir des acides gras et du glycérol) et la formation de urée et corps cétoniques.
Qu'est-ce que le métabolisme catabolique?
La plupart du temps, les processus cataboliques, au niveau des réactions individuelles, ne sont pas simplement les réactions anaboliques correspondantes qui fonctionnent à l’inverse, bien que beaucoup d’entre elles soient identiques. Habituellement, différentes enzymes sont impliquées.
Par exemple, la première étape de glycolyse (le catabolisme du glucose) est l'addition d'un groupe phosphate au glucose, grâce à l'enzyme hexokinase, pour former du glucose-6-phosphate. Mais la dernière étape de la gluconéogenèse, l’élimination du phosphate du glucose-6-phosphate pour former du glucose, est catalysée par la glucose-6-phosphatase.
D'autres processus cataboliques vitaux dans votre corps sont glycogénolyse (la dégradation du glycogène dans le muscle ou le foie), lipolyse (élimination des acides gras du glycérol), bêta-oxydation (la "combustion" des acides gras) et la dégradation des cétones, des protéines ou des acides aminés individuels.
Garder un équilibre de métabolisme anabolique et catabolique
Garder le corps au diapason de ses besoins en temps réel exige un degré élevé de réactivité et de coordination. Les taux de réactions anaboliques et cataboliques peuvent être contrôlés en faisant varier la quantité d’enzyme ou de substrat mobilisée pour une partie donnée de la cellule, ou en la rétro-inhibition, dans lequel l'accumulation d'un produit indique à la réaction en amont de se dérouler plus lentement.
De plus, et surtout, du point de vue de la visualisation holistique du métabolisme, les substrats d’une voie de macronutriments peuvent être basculés dans celle d’une autre au besoin.
Un exemple de cette intégration de voies est que les acides aminés alanine et glutamine, en plus de servir de blocs de construction de protéines, peuvent également entrer dans la gluconéogenèse. Pour ce faire, ils doivent libérer leur azote, qui est traité par des enzymes appelées transaminases.
Exercice physique: croissance musculaire et perte de graisse
La forme physique est une préoccupation publique majeure dans les pays où les gens ont souvent le luxe de faire de l’exercice facultatif.
Un grand nombre des modalités courantes visent fortement un processus ou un autre, comme lever des poids pour développer de la masse musculaire (exercices anaboliques) ou utiliser un vélo elliptique ou un tapis roulant pour un entraînement «cardio» et perdre de la masse maigre ou grasse (ou du corps). poids) pour la perte de poids (exercices cataboliques).
Un exemple des deux systèmes en action est un coureur de marathon se préparant pour une course de 42,2 km (26,2 miles). La semaine précédente, de nombreuses personnes se chargent volontairement de manger des aliments riches en glucides tout en se reposant pour l'effort.
En raison de leur entraînement quotidien à la course et de la nécessité constante de remplacer le carburant catabolisé, ces athlètes ont une activité élevée de l’enzyme glycogène synthase, qui permet à leurs muscles et à leur foie de synthétiser du glycogène avec une avidité inhabituelle.
Pendant le marathon, ce glycogène est converti en glucose pour permettre au coureur de marcher pendant des heures, bien que ces athlètes absorbent généralement des sources de glucose (par exemple, des boissons pour sportifs) tout au long de la manifestation afin d'éviter de "heurter le mur".