Différences entre le catabolisme et l'anabolisme

La totalité des réactions chimiques d'un organisme, qui se produisent dans les cellules pour soutenir sa vie, est connue sous le nom de métabolisme. Le métabolisme est une propriété de la vie, résultant des interactions ordonnées entre les molécules. Ces processus permettent aux organismes de croître, de reproduire, de répondre à leur environnement et de maintenir leurs structures¹.

Le métabolisme est divisé en deux types généraux de réactions. D'une manière générale, le catabolisme est toutes les réactions chimiques qui décomposent les molécules. Il s'agit soit d'extraire de l'énergie, soit de produire des molécules simples qui construisent ensuite d'autres. L'anabolisme fait référence à toutes les réactions métaboliques qui construisent ou assemblent des molécules plus complexes à des molécules plus simples¹.

Les processus de catabolisme et d'anabolisme

Tous les processus anaboliques sont constructifs, en utilisant des molécules de base au sein d'un organisme, qui créent ensuite des composés plus spécialisés et complexes. L'anabolisme est également connu sous le nom de «biosynthèse», par lequel un produit final est créé à partir d'un certain nombre de composants. Le processus nécessite l'ATP comme une forme d'énergie, convertissant l'énergie cinétique en énergie potentielle. Il est considéré comme un processus endergonique, ce qui signifie qu'il s'agit d'une réaction non spontanée, qui nécessite de l'énergie². Le processus utilise de l'énergie pour créer le produit final, comme les tissus et les organes. Ces molécules complexes sont nécessaires par l'organisme, comme moyen de croissance, de développement et de différenciation cellulaire³. Les processus anaboliques n'utilisent pas d'oxygène.

Les processus cataboliques sont en revanche est destructeur, où des composés plus complexes sont décomposés et l'énergie est libérée sous forme d'ATP ou de chaleur - au lieu de consommer de l'énergie comme dans l'anabolisme. L'énergie potentielle est convertie en énergie cinétique à partir de magasins du corps. Il en résulte la formation du cycle métabolique, par lequel le catabolisme décompose les molécules créées par l'anabolisme. Un organisme utilise alors souvent bon nombre de ces molécules, qui sont à nouveau utilisées dans une variété de processus. Les processus cataboliques utilisent l'oxygène.

Au niveau cellulaire, l'anabolisme utilise des monomères pour former des polymères, entraînant la formation de molécules plus complexes. Un exemple courant est la synthèse des acides aminés (le monomère) en protéines plus grandes et plus complexes (le polymère). L'un des processus cataboliques les plus courants est la digestion, où les nutriments ingérés sont convertis en molécules plus simples, qu'un organisme peut alors utiliser pour d'autres processus.

Les processus cataboliques agissent pour décomposer de nombreux polysaccharides différents, tels que le glycogène, les amidons et la cellulose. Ceux-ci sont convertis en monosaccharides, qui comprennent le glucose, le fructose et le ribose, utilisés par les organismes comme forme d'énergie. Les protéines créées par l'anabolisme sont converties en acides aminés par catabolisme, pour d'autres processus anabolisants. Tous les acides nucléiques de l'ADN ou de l'ARN sont catabolisés en nucléotides plus petits, qui sont un composant du processus naturel de guérison ainsi que pour les besoins énergétiques.

Les organismes sont classés sur la base du type de catabolisme qu'ils utilisent⁴:

• Organotrophie → Un organisme qui acquiert son énergie à partir de sources organiques
• Lithotrop → Un organisme qui acquiert son énergie à partir de substrats inorganiques
• Phototroph → Un organisme qui acquiert son énergie à la lumière du soleil
  

Les hormones

De nombreux processus métaboliques qui se produisent au sein d'un organisme sont régulés par des hormones. Les hormones sont des composés chimiques, qui sont généralement classés comme des hormones anaboliques ou cataboliques, selon leur effet global.

Hormones anaboliques:

• Œstrogène: Une hormone qui existe chez les femmes et les hommes. Il est principalement produit dans les ovaires et régule principalement les caractéristiques sexuelles féminines (comme les hanches et la croissance du sein), et s'est également avérée affecter la masse osseuse⁵ et régulation du cycle menstruel⁶.

• Testostérone: Une hormone qui existe chez les hommes et les femmes. Il est principalement produit dans les testicules et régule principalement les caractéristiques sexuelles masculines (comme la voix et les poils du visage), renforçant la masse osseuse⁷ et aide à construire et à maintenir la masse musculaire⁸.

• Hormone de croissance: Une hormone créée dans l'hypophyse, l'hormone de croissance stimule et régule par la suite la croissance de l'organisme au début de la vie. Après la maturité dans la vie adulte, il régule également la réparation des os⁹.

• Insuline: Les cellules bêta créent cette hormone dans le pancréas. Il régule les niveaux de glucose et utilise dans le sang. Le glucose est une source d'énergie principale, mais elle n'est pas en mesure d'être traitée sans insuline. Si le pancréas lutte ou est incapable de produire de l'insuline, cela peut entraîner le diabète^dix.

Hormones cataboliques:

• Glucagon: Produit dans le pancréas par les cellules alpha, le glucagon est responsable de la stimulation de la dégradation des réserves de glycogène en glucose. Le glycogène existe dans les réservoirs stockés dans le foie et lorsque le corps a besoin de plus d'énergie (comme l'exercice, les niveaux de stress élevés ou les combats), le glucagon stimule le catabolisme du glycogène, entraînant le glucose entrant dans le sang^dix.

• Adrénaline: Également connu sous le nom de «épinéphrine», il est créé dans les glandes surrénales. L'adrénaline joue une composante fondamentale dans une réaction physiologique appelée «combat ou fuite». Pendant la réponse physiologique, les bronchioles s'ouvrent et la fréquence cardiaque est accélérée pour une absorption accrue d'oxygène. Il est également responsable de l'inondation du glucose dans le corps, fournissant ainsi une source d'énergie rapide¹¹.

• Cortisol: Aussi appelé «hormone de stress», il est synthétisé dans les glandes surrénales. Lorsqu'un organisme éprouve de l'anxiété, une gêne ou une nervosité prolongée, le cortisol est libéré. La pression artérielle augmente en conséquence, une augmentation du niveau de glycémie est engagée et le système immunitaire est supprimé¹².

• Cytokine: Une très petite hormone protéique qui régule les interactions et la communication entre les cellules du corps. Il y a une production constante de cytokines, qui sont également en panne constamment, avec des acides aminés réutilisés par l'organisme. Un exemple courant est les lymphokines et l'interleukine, où elles sont libérées après qu'une réponse immunitaire est engagée après une invasion par un corps étranger (bactéries, virus, tumeur ou champignon) ou après une blessure¹³.

Processus cataboliques et anabolisants pendant l'exercice

Le poids corporel d'un organisme est déterminé par le catabolisme et l'anabolisme. Essentiellement, la quantité d'énergie libérée par l'anabolisme, moins la quantité utilisée par le catabolisme équivaut à son poids global. Tout excès d'énergie non brûlé par le catabolisme est stocké sous forme de glycogène ou de graisse dans les réserves de foie et de muscle¹⁴. Bien qu'il s'agisse d'une explication simplifiée de la façon dont les deux processus interagissent, il est plus facile de comprendre comment certains exercices cataboliques et anabolisants se combinent pour déterminer le poids corporel.

Les processus anaboliques entraînent généralement une augmentation de la masse musculaire, comme l'isométrie ou la levée de poids¹⁵. Cependant, tout autre exercice anaérobie, comme le sprint, l'entraînement par intervalles et d'autres activités de haute intensité, sont également anabolisants¹⁶. Pendant les périodes de telles activités, le corps dépense des réserves d'énergie immédiates, avec l'élimination de l'acide lactique qui a été accumulé dans les muscles². En réponse, la masse musculaire augmente en préparation de tout autre effort. Cela signifie que les processus cataboliques entraînent des muscles plus importants et plus forts, ainsi que des os renforcés et une augmentation des réserves de protéines en utilisant des acides aminés, tous se combinant pour augmenter le poids corporel¹⁷.

En règle générale, tout exercice aérobie est un processus catabolique. Il s'agit notamment de la natation, du jogging et du vélo et d'autres exercices qui provoquent une conversion de l'utilisation de glucose ou de glycogène comme source d'énergie, en graisses brûlantes pour répondre aux besoins énergétiques accrus¹⁸. Le temps est crucial pour inciter le catabolisme, car il doit brûler par les réserves de glucose / glycogène¹⁹. Alors que les deux sont essentiels à une réduction de la masse grasse corporelle, l'anabolisme et le catabolisme sont des processus métaboliques contrastés qui entraînent une augmentation ou une diminution du poids corporel global. Une combinaison des exercices cataboliques et anaboliques permettent au corps d'atteindre et de maintenir le poids corporel idéal.

Conclusion

Collectivement, le catabolisme et l'anabolisme sont les deux composantes du métabolisme. La principale différence fondamentale entre les deux processus, sont les types de réaction qui sont impliqués dans chacun.

L'anabolisme utilise l'ATP comme une forme d'énergie, convertissant l'énergie cinétique en énergie potentielle stockée dans le corps, ce qui augmente la masse corporelle. Il produit des processus d'endergoniques, qui sont anaérobies, survenant pendant le processus de photosynthèse des plantes, ainsi que l'assimilation chez les animaux.

Le catabolisme libère de l'énergie, soit en tant qu'ATP, soit en chaleur, convertissant l'énergie potentielle stockée en énergie cinétique. Il brûle des molécules complexes et diminue la masse corporelle et produit des processus exergoniques, qui sont aérobies et se produisent pendant la respiration cellulaire, la digestion et l'excrétion.