Sự khác biệt giữa dị hóa và đồng hóa

Tổng số các phản ứng hóa học của một sinh vật, xảy ra trong các tế bào để duy trì sự sống của nó được gọi là sự trao đổi chất. Trao đổi chất là một tính chất của sự sống, phát sinh từ sự tương tác có trật tự giữa các phân tử. Các quá trình này cho phép các sinh vật phát triển, sinh sản, phản ứng với môi trường của chúng và duy trì cấu trúc của chúng¹.

Trao đổi chất được chia thành hai loại phản ứng chung. Nói rộng ra, dị hóa là tất cả các phản ứng hóa học phá vỡ các phân tử. Điều này hoặc là để trích xuất năng lượng, hoặc để tạo ra các phân tử đơn giản sau đó xây dựng các phân tử khác. Đồng hóa đề cập đến tất cả các phản ứng trao đổi chất xây dựng hoặc lắp ráp các phân tử phức tạp hơn từ những đơn giản hơn¹.

Các quá trình dị hóa và đồng hóa

Tất cả các quá trình đồng hóa đều mang tính xây dựng, sử dụng các phân tử cơ bản trong một sinh vật, sau đó tạo ra các hợp chất chuyên biệt và phức tạp hơn. Đồng hóa còn được gọi là 'sinh tổng hợp', theo đó một sản phẩm cuối cùng được tạo ra từ một số thành phần. Quá trình này đòi hỏi ATP như một dạng năng lượng, chuyển đổi động năng thành năng lượng tiềm năng. Nó được coi là một quá trình nội sinh, có nghĩa là nó là một phản ứng không tự nhiên, đòi hỏi năng lượng². Quá trình sử dụng hết năng lượng để tạo ra sản phẩm cuối cùng, chẳng hạn như các mô và cơ quan. Những phân tử phức tạp này được yêu cầu bởi sinh vật, như một phương tiện tăng trưởng, phát triển và biệt hóa tế bào³. Quá trình đồng hóa không sử dụng oxy.

Mặt khác, các quá trình dị hóa bị phá hủy, trong đó các hợp chất phức tạp hơn bị phá vỡ và năng lượng được giải phóng dưới dạng ATP hoặc nhiệt - thay vì tiêu thụ năng lượng như trong quá trình đồng hóa. Năng lượng tiềm năng được chuyển đổi thành động năng từ các cửa hàng trong cơ thể. Điều này dẫn đến sự hình thành của chu trình trao đổi chất, theo đó quá trình dị hóa phá vỡ các phân tử được tạo ra thông qua quá trình đồng hóa. Một sinh vật sau đó thường sử dụng nhiều phân tử này, được sử dụng lại trong nhiều quá trình. Các quá trình dị hóa sử dụng oxy.

Ở cấp độ tế bào, quá trình đồng hóa sử dụng các monome để tạo thành các polyme, dẫn đến sự hình thành các phân tử phức tạp hơn. Một ví dụ phổ biến là sự tổng hợp các axit amin (monome) thành các protein lớn hơn và phức tạp hơn (polymer). Một trong những quá trình dị hóa phổ biến nhất là tiêu hóa, trong đó các chất dinh dưỡng ăn vào được chuyển đổi thành các phân tử đơn giản hơn, sau đó một sinh vật có thể sử dụng cho các quá trình khác.

Các quá trình dị hóa hoạt động để phá vỡ nhiều polysacarit khác nhau, chẳng hạn như glycogen, tinh bột và cellulose. Chúng được chuyển đổi thành monosacarit, bao gồm glucose, fructose và ribose, được sử dụng bởi các sinh vật như một dạng năng lượng. Protein được tạo ra bởi quá trình đồng hóa, được chuyển đổi thành axit amin thông qua quá trình dị hóa, cho các quá trình đồng hóa hơn nữa. Bất kỳ axit nucleic nào trong DNA hoặc RNA, bị dị hóa thành các nucleotide nhỏ hơn, là thành phần của quá trình chữa bệnh tự nhiên cũng như được sử dụng cho các nhu cầu năng lượng.

Các sinh vật được phân loại trên cơ sở loại dị hóa mà chúng sử dụng⁴:

• Tổ chức → Một sinh vật có được năng lượng từ các nguồn hữu cơ
• Litvaroph → Một sinh vật có được năng lượng từ chất nền vô cơ
• Phototroph → Một sinh vật lấy năng lượng từ ánh sáng mặt trời
  

Hormone

Nhiều quá trình trao đổi chất xảy ra trong một sinh vật được điều hòa bởi hormone. Hormone là các hợp chất hóa học, thường được phân loại là hormone đồng hóa hoặc dị hóa, tùy thuộc vào tác dụng chung của chúng.

Hormon đồng hóa:

• Estrogen: Một loại hormone tồn tại ở cả nữ và nam. Nó chủ yếu được sản xuất trong buồng trứng và chủ yếu điều chỉnh các đặc điểm tình dục nữ tính (như hông và tăng trưởng vú), và cũng đã được tìm thấy ảnh hưởng đến khối lượng xương⁵ và điều hòa chu kỳ kinh nguyệt⁶.

• Testosterone: Một loại hormone tồn tại ở cả nam và nữ. Nó chủ yếu được sản xuất trong tinh hoàn và chủ yếu điều chỉnh các đặc điểm tình dục nam tính (như giọng nói và tóc trên khuôn mặt), tăng cường khối xương⁷ và giúp xây dựng và duy trì khối lượng cơ bắp^{số 8}.

• Hormone tăng trưởng: Một loại hormone được tạo ra trong tuyến yên, hormone tăng trưởng kích thích và sau đó điều chỉnh sự phát triển của sinh vật trong giai đoạn đầu đời. Sau khi trưởng thành trong cuộc sống trưởng thành, nó cũng điều chỉnh sửa chữa xương⁹.

• Insulin: Các tế bào Beta tạo ra hormone này trong tuyến tụy. Nó điều chỉnh nồng độ glucose và sử dụng trong máu. Glucose là một nguồn năng lượng chính, tuy nhiên nó không thể được xử lý nếu không có insulin. Nếu tuyến tụy phải vật lộn hoặc không thể sản xuất insulin, nó có thể dẫn đến bệnh tiểu đường¹⁰.

Hormon dị hóa:

• Glucagon: Được sản xuất trong tuyến tụy bởi các tế bào alpha, glucagon chịu trách nhiệm kích thích phân hủy các cửa hàng glycogen thành glucose. Glycogen tồn tại trong các bể chứa trong gan và khi cơ thể cần nhiều năng lượng hơn (như tập thể dục, mức độ căng thẳng cao hoặc chiến đấu), glucagon kích thích quá trình dị hóa glycogen, dẫn đến glucose đi vào máu¹⁰.

• Adrenaline: Còn được gọi là 'epinephrine', nó được tạo ra trong tuyến thượng thận. Adrenaline đóng vai trò cơ bản trong phản ứng sinh lý gọi là 'chiến đấu hoặc bay'. Trong phản ứng sinh lý, các tiểu phế quản mở ra và nhịp tim được tăng tốc để tăng cường hấp thụ oxy. Nó cũng chịu trách nhiệm cho glucose vào cơ thể, do đó cung cấp một nguồn năng lượng nhanh chóng¹¹.

• Cortisol: Còn được gọi là 'hormone căng thẳng', nó được tổng hợp ở tuyến thượng thận. Khi một sinh vật cảm thấy lo lắng, khó chịu hoặc hồi hộp kéo dài, cortisol được giải phóng. Huyết áp tăng do đó, tăng đột biến lượng đường trong máu và hệ thống miễn dịch bị ức chế¹².

• Cytokine: Một loại hormone protein rất nhỏ điều chỉnh sự tương tác và giao tiếp giữa các tế bào trong cơ thể. Có một sự sản xuất liên tục của các cytokine, cũng liên tục bị phá vỡ, với các axit amin được sử dụng bởi sinh vật. Một ví dụ phổ biến là lymphokine và interleukin, nơi chúng được giải phóng sau khi phản ứng miễn dịch phát sinh sau sự xâm lấn của cơ thể nước ngoài (vi khuẩn, vi rút, khối u hoặc nấm) hoặc sau khi bị thương¹³.

Quá trình đồng hóa và đồng hóa trong khi tập thể dục

Trọng lượng cơ thể của một sinh vật được xác định bởi quá trình dị hóa và đồng hóa. Về cơ bản, lượng năng lượng được giải phóng thông qua quá trình đồng hóa, trừ đi lượng sử dụng thông qua quá trình dị hóa bằng trọng lượng tổng thể của nó. Bất kỳ năng lượng dư thừa nào không được đốt cháy thông qua quá trình dị hóa được lưu trữ dưới dạng glycogen hoặc chất béo trong dự trữ gan và cơ¹⁴. Mặc dù đây là một lời giải thích đơn giản về cách hai quá trình tương tác với nhau, nhưng nó giúp dễ hiểu hơn về cách các bài tập đồng hóa và đồng hóa nhất định kết hợp để xác định trọng lượng cơ thể.

Các quá trình đồng hóa thường dẫn đến sự gia tăng khối lượng cơ bắp, chẳng hạn như cân bằng hoặc nâng tạ¹⁵. Tuy nhiên, bất kỳ bài tập nào khác là yếm khí, chẳng hạn như chạy nước rút, luyện tập xen kẽ và các hoạt động cường độ cao khác, cũng là đồng hóa¹⁶. Trong thời gian hoạt động như vậy, cơ thể sẽ tích trữ năng lượng ngay lập tức, với việc loại bỏ axit lactic được tích tụ trong cơ bắp². Đáp lại, khối lượng cơ bắp được tăng lên để chuẩn bị cho bất kỳ nỗ lực nào nữa. Điều này có nghĩa là quá trình dị hóa dẫn đến cơ bắp lớn hơn, khỏe hơn, cũng như xương được tăng cường và tăng dự trữ protein bằng cách sử dụng axit amin, tất cả kết hợp để tăng trọng lượng cơ thể¹⁷.

Thông thường, bất kỳ bài tập nào là aerobic là một quá trình dị hóa. Chúng bao gồm bơi lội, chạy bộ và đi xe đạp và các bài tập khác tạo ra sự chuyển đổi từ sử dụng glucose hoặc glycogen làm nguồn năng lượng, đốt cháy chất béo để đáp ứng nhu cầu năng lượng tăng lên¹⁸. Thời gian là rất quan trọng trong việc kích thích quá trình dị hóa, vì nó phải đốt cháy thông qua dự trữ glucose / glycogen trước tiên¹⁹. Mặc dù cả hai đều là chìa khóa để giảm khối lượng mỡ trong cơ thể, quá trình đồng hóa và dị hóa là tương phản các quá trình trao đổi chất dẫn đến tăng hoặc giảm trọng lượng tổng thể của cơ thể. Một bài tập dị hóa và đồng hóa kết hợp cho phép cơ thể đạt và duy trì trọng lượng cơ thể lý tưởng.

	Dị hóa	Đồng hóa
Định nghĩa	Các quá trình trao đổi chất phân hủy các chất đơn giản thành các phân tử phức tạp	Các quá trình trao đổi chất phá vỡ các phân tử lớn hơn, phức tạp thành các chất nhỏ hơn
Năng lượng	-          Phát hành năng lượng ATP -          Năng lượng tiềm năng chuyển đổi thành động năng	-          Yêu cầu năng lượng ATP -          Năng lượng động học chuyển thành năng lượng tiềm năng
Kiểu phản ứng	Ngoại sinh	Nội tiết
Hormone	Adrenaline, Glucagon, Cytokine, Cortisol	Estrogen, Testosterone, hormone tăng trưởng, Insulin
Tầm quan trọng	-          Cung cấp năng lượng cho quá trình đồng hóa -          Làm nóng cơ thể -          Cho phép co cơ	-          Hỗ trợ tăng trưởng tế bào mới -          Hỗ trợ lưu trữ năng lượng -          Bảo dưỡng mô cơ thể
Ôxy	Sử dụng oxy	Không sử dụng oxy
Ảnh hưởng đến tập thể dục	Các bài tập dị hóa thường là aerobic và rất tốt trong việc đốt cháy calo và chất béo	Các bài tập đồng hóa, thường là kỵ khí trong tự nhiên và nói chung là xây dựng khối lượng cơ bắp
Ví dụ	-          Hô hấp tế bào -          Tiêu hóa -          Bài tiết	-          Đồng hóa ở động vật -          Quang hợp ở thực vật

Phần kết luận

Nói chung, dị hóa và đồng hóa là hai thành phần của quá trình trao đổi chất. Sự khác biệt cơ bản chính giữa hai quá trình, là các loại phản ứng có liên quan đến mỗi quá trình.

Đồng hóa sử dụng ATP như một dạng năng lượng, chuyển đổi động năng thành năng lượng tiềm tàng được lưu trữ trong cơ thể, làm tăng khối lượng cơ thể. Nó tạo ra các quá trình nội sinh, kị khí, xảy ra trong quá trình quang hợp ở thực vật, cũng như đồng hóa ở động vật.

Quá trình dị hóa giải phóng năng lượng, dưới dạng ATP hoặc nhiệt, chuyển đổi năng lượng tiềm tàng thành động năng. Nó đốt cháy các phân tử phức tạp và giảm khối lượng cơ thể và tạo ra các quá trình ngoại sinh, hiếu khí và xảy ra trong quá trình hô hấp tế bào, tiêu hóa và bài tiết.