Définition et exemples d'anabolisme et de catabolisme

L'anabolisme et le catabolisme sont les deux grands types de réactions biochimiques qui composent le métabolisme. L'anabolisme construit des molécules complexes à partir de molécules plus simples, tandis que le catabolisme divise les grosses molécules en plus petites.

La plupart des gens pensent au métabolisme dans le contexte de la perte de poids et de la musculation, mais les voies métaboliques sont importantes pour chaque cellule et tissu d'un organisme. Le métabolisme est la façon dont une cellule obtient de l'énergie et élimine les déchets. Les vitamines, les minéraux et les cofacteurs facilitent les réactions.

Points clés à retenir: anabolisme et catabolisme

• L'anabolisme et le catabolisme sont les deux grandes classes de réactions biochimiques qui composent le métabolisme.
• L'anabolisme est la synthèse de molécules complexes à partir de molécules plus simples. Ces réactions chimiques nécessitent de l'énergie.
• Le catabolisme est la décomposition de molécules complexes en molécules plus simples. Ces réactions libèrent de l'énergie.
• Les voies anaboliques et cataboliques fonctionnent généralement ensemble, l'énergie du catabolisme fournissant l'énergie pour l'anabolisme.

Définition de l'anabolisme

L'anabolisme ou la biosynthèse est l'ensemble des réactions biochimiques qui construisent des molécules à partir de composants plus petits. Les réactions anaboliques sont endergoniques, ce qui signifie qu'elles nécessitent un apport d'énergie pour progresser et ne sont pas spontanées. En règle générale, les réactions anaboliques et cataboliques sont couplées, le catabolisme fournissant l'énergie d'activation pour l'anabolisme. L'hydrolyse de l'adénosine triphosphate (ATP) alimente de nombreux processus anaboliques. En général, les réactions de condensation et de réduction sont le mécanisme derrière l'anabolisme.

Exemples d'anabolisme

Les réactions anaboliques sont celles qui construisent des molécules complexes à partir de simples. Les cellules ont utilisé ces processus pour fabriquer des polymères, faire pousser des tissus et réparer les dommages. Par exemple:

• Le glycérol réagit avec les acides gras pour produire des lipides:
  CH₂OHCH (OH) CH₂OH + C₁₇H₃₅COOH → CH₂OHCH (OH) CH₂OOCC₁₇H₃₅ 
• Les sucres simples se combinent pour former des disaccharides et de l'eau:
  C₆H₁₂O₆ + C₆H₁₂O₆   → C₁₂H₂₂O₁₁ + H₂O
• Les acides aminés se rejoignent pour former des dipeptides:
  NH₂CHRCOOH + NH₂CHRCOOH → NH₂CHRCONHCHRCOOH + H₂O 
• Le dioxyde de carbone et l'eau réagissent pour former du glucose et de l'oxygène lors de la photosynthèse:
  6CO₂ + 6H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6O₂

Les hormones anabolisantes stimulent les processus anabolisants. Des exemples d'hormones anabolisantes comprennent l'insuline, qui favorise l'absorption du glucose, et les stéroïdes anabolisants, qui stimulent la croissance musculaire. L'exercice anabolique est un exercice anaérobie, comme l'haltérophilie, qui renforce également la force et la masse musculaire.

Définition du catabolisme

Le catabolisme est l'ensemble des réactions biochimiques qui décomposent les molécules complexes en molécules plus simples. Les processus cataboliques sont thermodynamiquement favorables et spontanés, les cellules les utilisent donc pour générer de l'énergie ou pour alimenter l'anabolisme. Le catabolisme est exergonique, ce qui signifie qu'il libère de la chaleur et fonctionne par hydrolyse et oxydation.

Les cellules peuvent stocker des matières premières utiles dans des molécules complexes, utiliser le catabolisme pour les décomposer et récupérer les plus petites molécules pour construire de nouveaux produits. Par exemple, le catabolisme des protéines, des lipides, des acides nucléiques et des polysaccharides génère respectivement des acides aminés, des acides gras, des nucléotides et des monosaccharides. Parfois, des déchets sont générés, notamment du dioxyde de carbone, de l'urée, de l'ammoniac, de l'acide acétique et de l'acide lactique.

Exemples de catabolisme

Les processus cataboliques sont l'inverse des processus anaboliques. Ils sont utilisés pour générer de l'énergie pour l'anabolisme, libérer de petites molécules à d'autres fins, détoxifier les produits chimiques et réguler les voies métaboliques. Par exemple:

• Pendant la respiration cellulaire, le glucose et l'oxygène réagissent pour produire du dioxyde de carbone et de l'eau
  C₆H₁₂O₆ + 6O₂  → 6CO₂ + 6H₂O
• Dans les cellules, l'hydroxyde de peroxyde se décompose en eau et en oxygène:
  2H₂O₂  → 2H₂O + O₂

De nombreuses hormones agissent comme des signaux pour contrôler le catabolisme. Les hormones cataboliques comprennent l'adrénaline, le glucagon, le cortisol, la mélatonine, l'hypocrétine et les cytokines. L'exercice catabolique est un exercice aérobie, tel qu'un entraînement cardio, qui brûle des calories lorsque la graisse (ou le muscle) est décomposée.

Voies amphiboliques

Une voie métabolique qui peut être catabolique ou anabolique, selon la disponibilité énergétique, est appelée voie amphibolique. Le cycle du glyoxylate et le cycle de l'acide citrique sont des exemples de voies amphiboliques. Ces cycles peuvent soit produire de l'énergie, soit l'utiliser, selon les besoins cellulaires.

Sources

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• de Bolster, M. W. G. (1997). "Glossaire des termes utilisés en chimie bio-organique". Union internationale de chimie pure et appliquée.
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