主な違い – 異化作用と代謝作用
異化と代謝は、体内で起こる生化学的反応の集合体を指します。
異化作用は、体内の複雑な分子を小さな単位に分解する生化学反応の集合体です。
エネルギーは異化の過程で放出され、他の細胞プロセスに容易に利用することができる。
代謝とは、異化を含む生体内で起こる生化学反応全般を指す。
同化作用も代謝に含まれる。
異化作用と代謝の主な違いは、異化作用が生体内で起こる破壊的な生化学反応からなるのに対し、代謝は生体内で起こる建設的または破壊的な生化学反応全体からなる点です。
この論文では、以下の点を検討する。
- 異化作用とは
– 定義、プロセス、段階、機能 - メタボリズムとは
– 定義、プロセス、ステージ、機能 - 異化と代謝の違いとは？
カタボリックとは
複雑な分子を小さな単位に分解する一連の反応を異化作用という。
異化作用は破壊的なプロセスです。
異化反応は熱を放出し、ATPの形でエネルギーも放出する。
したがって、これらの反応は発熱プロセスであると考えられている。
異化作用で生成された小さな単位の分子は、酸化によってエネルギーを放出するか、他の同化反応の前駆体として使用されるかのいずれかです。
異化反応は、同化反応に必要なATPエネルギーを生産すると考えられている。
異化反応の際には、尿素、アンモニア、乳酸、酢酸、二酸化炭素などの老廃物も生成される。
この過程には、アドレナリン、コルチゾール、グルカゴンなど多くのホルモンが関与している。
消化の過程では、食事から取り込まれたデンプン、脂肪、タンパク質などの複雑な高分子が、消化酵素によってそれぞれ単糖類、脂肪酸、アミノ酸などの小さな単位に分解される。
そして、これらの単糖は解糖で使われ、アセチル-CoAが生成される。
このアセチル-CoAはクエン酸サイクルで利用され、NAD+が生成される。
NAD+から酸化的リン酸化の際に電子伝達鎖を経てATPが生成される。
タンパク質、多糖類、脂質の異化を図1に示す。
図1: タンパク質、多糖類、脂質の異化の概要
脂肪酸はβ酸化によりアセチル-CoAを生成するために利用される。
アミノ酸はタンパク質の合成に再利用されるか、尿素サイクルで尿素に酸化される。
有機化合物を炭素源として利用するか、電子供与体として利用するかで、生物はそれぞれ従属栄養生物と有機栄養生物に分類される。
従属栄養生物は、中間的な複合有機分子のような単糖類を分解し、細胞プロセスに必要なエネルギーを生成する。
有機栄養生物は、有機分子を分解して電子を生成し、その電子を電子輸送系で用いてATPエネルギーを生成する。
メタボリズムとは
体内で起こる生化学反応全般を総称して代謝という。
代謝には大きく分けて3つの段階があります。
まず、異化作用では、食物中の炭水化物、タンパク質、脂肪、核酸が小さな単量体単位に分解され、窒素の老廃物が排出される。
第二に、分解されたグルコースなどのモノマーは、細胞呼吸の基質として利用され、エネルギーが発生する。
第三に、同化作用の過程で、小さな単量体単位が重合して、ポリペプチド、脂質、多糖類、核酸などの複雑な分子になる。
これらの生化学反応を総合すると、生物の成長、発達、構造の維持、生殖、外部環境に対する反応に影響を与える。
代謝は、代謝経路を通じて行われる。
つまり、1つの化学物質が一連の生化学反応を通じて経路の最終生成物に変換される。
それぞれの生化学反応は、固有の酵素によって触媒される。
各反応を触媒する酵素の存在により、これらの反応は、生物が必要とするエネルギーを達成するように制御することができます。
一方、エネルギーを必要とする酵素触媒反応は、エネルギーを放出する自発的な反応と結合している。
代謝の速度は、生体が摂取した食物の量に依存する。
図2に、代謝経路のつながりを示す。
図2: 代謝経路のつながり
カタボリックとメタボリックの違い
定義
異化作用。
生物のエネルギー放出過程に関与する一連の生化学反応を異化作用という。
代謝。
生体内の生化学反応全体を代謝と呼ぶ。
タイプ
異化作用。
異化作用とは、体内で起こる破壊的な反応のことである。
メタボリズム(Metabolism)。
代謝には、体内の建設的な反応と破壊的な反応の両方が含まれる。
重要性
異化作用。
代謝からエネルギーを放出することで、細胞プロセスに力を与え、体を温めながら筋肉を動かすことができる。
代謝。
代謝は、成長、発達、細胞構造の維持、環境に対する反応に重要です。
エネルギー形態
異化作用。
エネルギーを放出する過程と貯蔵する過程の両方が反応する。
代謝。
ポテンシャルエネルギーは、異化の際に運動エネルギーとして放出される。
熱
異化作用。
異化作用は発熱反応です。
代謝。
代謝は内向的反応と外向的反応の両方からなる。
酸素利用率
異化作用。
異化作用は好気性で、その過程で酸素を利用する。
代謝。
代謝には好気性反応と嫌気性反応の両方があります。
ホルモン
異化：アドレナリン、コルチゾール、グルカゴン、サイトカインなどのホルモンが異化に関与している。
代謝。
代謝には、エストロゲン、テストステロン、成長ホルモン、インスリンなどの同化ホルモンと、異化ホルモンが関与している。
身体への影響
異化作用。
異化作用は、脂肪とカロリーを燃焼させる。
蓄積された食物を使い切り、エネルギーを生み出す。
代謝。
代謝は、生物の成長、発達、構造の維持、生殖、外部環境に対する反応を可能にする。
機能性
異化作用。
異化作用は、身体活動時に機能する。
代謝。
安静時や睡眠時、身体活動時の両方で代謝が機能している。
エネルギー変換
異化作用。
ポテンシャルエネルギーは、異化の際に運動エネルギーに変換される。
代謝。
代謝は、位置エネルギーと運動エネルギーの相互変換です。
プロセス
異化作用。
異化：細胞呼吸、消化、排泄の過程で行われる。
代謝。
植物の光合成、タンパク質の合成、グリコーゲンの合成、消化、呼吸、排泄の過程で行われる。
例
異化作用。
光合成のような同化過程と細胞呼吸のような異化過程が例として挙げられる。
代謝。
消化、細胞呼吸、排泄などの異化過程が挙げられる。
結論
異化と代謝は、体内の生化学反応を総称する言葉です。
代謝とは、体内の生化学反応全般を指す。
代謝には、生物を生み出すすべての機能を維持する異化作用と異化作用の両方が含まれる。
代謝は、生物の成長、発達、生殖、外部環境に対する反応に影響を与える。
異化作用には、複雑な分子を小さな単位に分解する生化学的反応が含まれる。
異化作用と代謝の主な違いは、両者の関係です。
