Katabolismus

Katabolismus oder Katabolismus (/kəˈtæbəlɪsm/) ist die Gesamtheit der Stoffwechselwege, bei denen Moleküle in kleinere Einheiten zerlegt werden, die entweder oxidiert werden, um Energie freizusetzen, oder in anderen anabolen Reaktionen verwendet werden. Beim Katabolismus werden große Moleküle (wie Polysaccharide, Lipide, Nukleinsäuren und Proteine) in kleinere Einheiten (wie Monosaccharide, Fettsäuren, Nukleotide bzw. Aminosäuren) zerlegt. Der Katabolismus ist der abbauende Aspekt des Stoffwechsels, während der Anabolismus der aufbauende Aspekt ist.

Schematisches Diagramm

Die Zellen verwenden die beim Abbau der Polymere freigesetzten Monomere entweder zum Aufbau neuer Polymermoleküle oder bauen die Monomere unter Freisetzung von Energie weiter zu einfachen Abfallprodukten ab. Zu den Zellabfällen gehören Milchsäure, Essigsäure, Kohlendioxid, Ammoniak und Harnstoff. Die Entstehung dieser Abfallprodukte ist in der Regel ein Oxidationsprozess, bei dem freie chemische Energie freigesetzt wird, die zum Teil als Wärme verloren geht, zum Teil aber auch für die Synthese von Adenosintriphosphat (ATP) verwendet wird. Dieses Molekül dient der Zelle als Mittel, um die durch den Katabolismus freigesetzte Energie auf die energieaufwendigen Reaktionen des Anabolismus zu übertragen. (Der Katabolismus wird als destruktiver Stoffwechsel und der Anabolismus als konstruktiver Stoffwechsel betrachtet). Der Katabolismus liefert also die chemische Energie, die für die Erhaltung und das Wachstum der Zellen erforderlich ist. Beispiele für katabole Prozesse sind die Glykolyse, der Zitronensäurezyklus, der Abbau von Muskelprotein, um Aminosäuren als Substrate für die Gluconeogenese zu verwenden, der Abbau von Fett im Fettgewebe zu Fettsäuren und die oxidative Desaminierung von Neurotransmittern durch Monoaminoxidase.