De twee gezichten van de stofwisseling

Stofwisseling, of metabolisme, is de verzamelnaam voor alle chemische reacties die in het menselijk lichaam plaatsvinden. Omdat sommige reacties grote moleculen afbreken en andere juist nieuwe moleculen opbouwen, onderscheiden wetenschappers twee hoofdprocessen: katabolisme (afbraak) en anabolisme (opbouw). Anabolisch metabolisme verwijst dus specifiek naar de reacties die moleculen samenstellen.

Waarom heeft het lichaam anabolisme nodig?

Om te groeien en zich te onderhouden, moet het menselijk lichaam voedingsstoffen uit de omgeving opnemen. Deze moleculen vervullen een dubbele rol. Ten eerste worden ze afgebroken om energie vrij te maken voor cellulaire processen zoals beweiding, groei en chemische reacties. Ten tweede leveren de afbraakproducten – kleine moleculen – de bouwstenen voor nieuwe, grotere moleculen. Op die manier vormt het lichaam letterlijk nieuw materiaal uit de resten van verteerde voeding.

De functie: structurele en functionele moleculen bouwen

De kernfunctie van anabolisme is het produceren van structurele en functionele moleculen. Een voorbeeld: lichaamscellen bestaan voornamelijk uit eiwitten. Om nieuwe eiwitten aan te maken, hebben cellen aminozuren nodig – de bouwblokken van eiwitten. Deze aminozuren worden uit de bloedbaan geabsorbeerd, waar ze terechtkomen na afbraak van dieet-eiwitten in de spijsvertering.

Meer dan celvorming: opslag voor slechte tijden

Anabolisme gaat verder dan celopbouw. Het lichaam bewaart voedingsstoffen voor periodes van vasten of schaarste. Die opslagvormen zijn voornamelijk vet en suiker. Suikeropslag (als glycogeen in lever en spieren) is met name afhankelijk van anabole reacties. Uit onderzoek van biochemici Garrett en Grisham blijkt dat de lever en spieren glycogeen samenstellen uit glucosemoleculen die afkomstig zijn uit suikers en koolhydraten.

Energiebalans: anabolisme kost energie

Terwijl katabolisme doorgaans energie oplevert, vereist anabolisme energie. Volgens Campbell en Farrell is dit een van de redenen waarom cellen een constante toelevering van verbrandbare voedingsstoffen nodig hebben. Zelfs de productie van glycogeen, de opslagvorm van suiker, vraagt aanzienlijke hoeveelheden energie die afkomstig is van de afbraak van voedingsstoffen.

Hoe katabolisme anabolisme aandrijft

Katabolische reacties ondersteunen anabolische op twee manieren. Naast het leveren van de benodigde energie, voorzien ze ook van elektronen – de 'lijm' die atomen in chemische bindingen houdt. Bij het bouwen van grote moleculen uit kleinere hebben cellen een bron van elektronen nodig. Katabolische afbraakreacties leveren deze elektronen en houden zo het anabolisme in stand.