Katabolisme

Katabolisme of katabolisme (/kəˈtæbəlɪsm/) is het geheel van stofwisselingswegen waarbij moleculen worden afgebroken tot kleinere eenheden die ofwel worden geoxideerd om energie vrij te maken ofwel worden gebruikt in andere anabole reacties. Katabolisme breekt grote moleculen (zoals polysacchariden, lipiden, nucleïnezuren en eiwitten) af tot kleinere eenheden (zoals respectievelijk monosacchariden, vetzuren, nucleotiden en aminozuren). Katabolisme is het afbrekende aspect van metabolisme, terwijl anabolisme het opbouwende aspect is.

Schematisch diagram

Cellen gebruiken de monomeren die vrijkomen bij het afbreken van polymeren om ofwel nieuwe polymeermoleculen te bouwen, ofwel de monomeren verder af te breken tot eenvoudige afvalproducten, waarbij energie vrijkomt. Cellulaire afvalstoffen zijn onder meer melkzuur, azijnzuur, kooldioxide, ammoniak en ureum. Het ontstaan van deze afvalstoffen is gewoonlijk een oxidatieproces waarbij chemische vrije energie vrijkomt, waarvan een deel als warmte verloren gaat, maar de rest wordt gebruikt om de synthese van adenosinetrifosfaat (ATP) aan te drijven. Deze molecule is voor de cel een middel om de energie die bij het katabolisme vrijkomt, over te brengen naar de energierijke reacties die het anabolisme vormen. (Katabolisme wordt gezien als destructief metabolisme en anabolisme als constructief metabolisme). Katabolisme levert dus de chemische energie die nodig is voor het onderhoud en de groei van de cellen. Voorbeelden van katabole processen zijn glycolyse, de citroenzuurcyclus, de afbraak van spiereiwit om aminozuren te gebruiken als substraten voor gluconeogenese, de afbraak van vet in vetweefsel tot vetzuren, en oxidatieve deaminatie van neurotransmitters door monoamine-oxidase.