Biến hóa

Biến hóa là quá trình phân hủy các phân tử lớn thành các đơn vị nhỏ hơn, qua đó giải phóng năng lượng hoặc chuẩn bị cho các phản ứng đồng hóa. Trong quá trình này, các phân tử lớn như polisaccarit, lipid, axit nucleic và protein được phân tách thành các đơn vị nhỏ hơn như monosaccarit, axit béo, nucleotide, và amino acid tương ứng.

Các tế bào sử dụng các monomer từ sự phân hủy polymer để tạo ra các phân tử polymer mới hoặc phân hủy thêm để tạo ra sản phẩm chất thải đơn giản, đồng thời giải phóng năng lượng. Các chất thải của tế bào bao gồm axit lactic, axit acetic, CO2, amonia và urê. Quá trình tạo ra chất thải thường liên quan đến việc giải phóng năng lượng hóa học, một phần bị mất dưới dạng nhiệt, phần còn lại được dùng để tổng hợp adenosine triphosphate (ATP). ATP là nguồn năng lượng chính cho các phản ứng đồng hóa. Dị hóa, với vai trò như sự trao đổi chất phân hủy, cung cấp năng lượng cần thiết cho sự duy trì và phát triển của tế bào. Ví dụ về các quá trình dị hóa bao gồm glycolysis, chu trình axit citric, phân hủy protein cơ bắp để sử dụng amino acid cho gluconeogenesis, phân hủy chất béo trong mô mỡ để tạo axit béo, và oxy hóa khử amin của dẫn truyền thần kinh bởi monoamine oxidase.

Có nhiều cơ chế kiểm soát dị hóa. Những tín hiệu này chủ yếu là hormon và các phân tử liên quan đến chuyển hóa. Các bác sĩ nội tiết thường phân loại hormon thành anabolic hoặc catabolic, tùy thuộc vào ảnh hưởng của chúng đối với quá trình chuyển hóa. Những hormon catabolic truyền thống như cortisol, glucagon, và adrenaline đã được biết đến từ đầu thế kỷ 20. Gần đây, nhiều hormon mới với hiệu ứng catabolic cũng đã được phát hiện, bao gồm cytokine, orexin (hay hypocretin), và melatonin.

Nhiều hormon catabolic có tác dụng giảm phân hủy trong mô cơ. Một nghiên cứu chỉ ra rằng epinephrine (adrenaline) thực sự ức chế sự phân giải protein và làm giảm quá trình dị hóa. Một nghiên cứu khác cho thấy rằng các catecholamine, bao gồm epinephrine, norepinephrine và dopamine, làm giảm đáng kể tỷ lệ dị hóa cơ bắp.