“catabolism”意为“分解代谢”,是生物体内将复杂分子分解为简单分子并释放能量的过程,在生物学、医学、营养学等领域有广泛应用,可用于描述代谢类型、解释生理现象、指导营养与健康建议等。
“catabolism”源自希腊语,“kata-”意为“向下”或“分解”,“-bolism”与“throwing”(投掷、释放)相关,整体意为“分解代谢”或“异化作用”。在生物学中,它指生物体内将复杂分子(如蛋白质、碳水化合物、脂肪)分解为简单分子(如氨基酸、单糖、脂肪酸)并释放能量的过程,与“anabolism”(合成代谢)相对。
生物学与医学领域
描述代谢类型:在细胞生物学和生物化学中,“catabolism”用于区分分解代谢与合成代谢。例如,细胞在饥饿状态下会增强分解代谢以获取能量。
解释生理现象:在生理学和医学中,它用于解释能量产生、体重变化或疾病机制。例如,糖尿病患者因胰岛素缺乏导致分解代谢异常,可能引发酮症酸中毒。
营养学与健康领域
指导营养与健康建议:营养师根据分解代谢原理制定饮食计划,例如高强度运动后需补充蛋白质以修复肌肉。
解释体重管理:分解代谢是减肥的基础,通过运动或饮食控制可加速脂肪分解。
环境科学与工业领域
生物降解研究:在环境科学中,分解代谢用于研究微生物对污染物的降解。例如,某些细菌能分解石油中的碳氢化合物。
生物技术应用:在工业生物技术中,分解代谢用于生产生物燃料或化学品。例如,通过微生物发酵将纤维素分解为乙醇。
与“anabolism”(合成代谢)的关系:分解代谢与合成代谢共同构成代谢过程。分解代谢释放能量,合成代谢消耗能量构建复杂分子,二者动态平衡维持生命活动。
能量与物质循环:分解代谢是能量释放的关键,其产物(如CO₂、H₂O)可参与其他生物过程,形成生态系统的物质循环。
医学案例:甲状腺功能亢进患者因代谢率升高,分解代谢增强,导致体重减轻和肌肉消耗。
运动科学:长跑运动员通过分解脂肪和糖原供能,而短跑运动员则依赖肌肉中储存的糖原。
工业应用:利用微生物的分解代谢能力,可将农业废弃物转化为生物燃料(如沼气),实现资源循环利用。
catabolic pathway(分解代谢途径):如糖酵解、三羧酸循环等。
catabolic state(分解代谢状态):指身体处于分解状态,常见于饥饿、疾病或高强度运动后。
catabolic hormones(分解代谢激素):如肾上腺素、皮质醇,可加速分解代谢以应对压力。
词根记忆:“cata-”表示“向下”,“-bolism”与“分解”相关,可联想为“将大分子拆解为小分子”。
对比记忆:与“anabolism”(合成代谢)对比,前者“拆”,后者“建”。
实际应用:通过运动、饮食或疾病案例理解分解代谢的作用,加深记忆。