Metabolismo catabolismo y anabolismo

Reacción anabólica

El catabolismo (/kəˈtæbəlɪsm/) es el conjunto de vías metabólicas que descomponen las moléculas en unidades más pequeñas que se oxidan para liberar energía o se utilizan en otras reacciones anabólicas[1] El catabolismo descompone las moléculas grandes (como los polisacáridos, los lípidos, los ácidos nucleicos y las proteínas) en unidades más pequeñas (como los monosacáridos, los ácidos grasos, los nucleótidos y los aminoácidos, respectivamente). El catabolismo es el aspecto del metabolismo que se descompone, mientras que el anabolismo es el aspecto que se construye.
Las células utilizan los monómeros liberados de la descomposición de los polímeros para construir nuevas moléculas de polímeros o para degradar los monómeros hasta convertirlos en simples productos de desecho, liberando energía. Los desechos celulares incluyen el ácido láctico, el ácido acético, el dióxido de carbono, el amoníaco y la urea. La formación de estos residuos suele ser un proceso de oxidación que implica una liberación de energía química libre, parte de la cual se pierde en forma de calor, pero el resto se utiliza para impulsar la síntesis de trifosfato de adenosina (ATP). Esta molécula sirve para que la célula transfiera la energía liberada por el catabolismo a las reacciones que requieren energía y que constituyen el anabolismo. (El catabolismo se considera un metabolismo destructivo y el anabolismo un metabolismo constructivo). El catabolismo, por tanto, proporciona la energía química necesaria para el mantenimiento y el crecimiento de las células. Algunos ejemplos de procesos catabólicos son la glucólisis, el ciclo del ácido cítrico, la descomposición de las proteínas musculares para utilizar los aminoácidos como sustratos para la gluconeogénesis, la descomposición de la grasa en el tejido adiposo en ácidos grasos y la desaminación oxidativa de los neurotransmisores por la monoamino oxidasa.

Ejemplo de anabolismo

El anabolismo y el catabolismo son los dos grandes tipos de reacciones bioquímicas que componen el metabolismo. El anabolismo construye moléculas complejas a partir de otras más simples, mientras que el catabolismo rompe las moléculas grandes en otras más pequeñas.
La mayoría de la gente piensa en el metabolismo en el contexto de la pérdida de peso y el culturismo, pero las vías metabólicas son importantes para cada célula y tejido de un organismo. El metabolismo es la forma en que una célula obtiene energía y elimina los residuos. Las vitaminas, los minerales y los cofactores ayudan a las reacciones.
El anabolismo o biosíntesis es el conjunto de reacciones bioquímicas que construyen moléculas a partir de componentes más pequeños. Las reacciones anabólicas son endergónicas, es decir, requieren un aporte de energía para progresar y no son espontáneas. Normalmente, las reacciones anabólicas y catabólicas están acopladas, y el catabolismo proporciona la energía de activación para el anabolismo. La hidrólisis del trifosfato de adenosina (ATP) impulsa muchos procesos anabólicos. En general, las reacciones de condensación y reducción son los mecanismos del anabolismo.
Las hormonas anabólicas estimulan los procesos anabólicos. Algunos ejemplos de hormonas anabólicas son la insulina, que promueve la absorción de la glucosa, y los esteroides anabólicos, que estimulan el crecimiento muscular. El ejercicio anabólico es el ejercicio anaeróbico, como el levantamiento de pesas, que también aumenta la fuerza y la masa muscular.

Ejemplo de catabolismo

Los bebés experimentan un enorme crecimiento durante sus primeros años, lo que requiere que se convierta suficiente combustible en la energía necesaria para facilitar este crecimiento. De ahí que cuando la mayoría de los bebés no están durmiendo, suelen estar comiendo.
Las reacciones anabólicas requieren energía. La reacción química en la que el ATP se convierte en ADP proporciona energía para este proceso metabólico. Las células pueden combinar reacciones anabólicas con reacciones catabólicas que liberan energía para formar un ciclo energético eficiente. Las reacciones catabólicas transforman los combustibles químicos en energía celular, que luego se utiliza para iniciar las reacciones anabólicas que requieren energía. El ATP, una molécula de alta energía, acopla el anabolismo mediante la liberación de energía libre. Esta energía no procede de la ruptura de los enlaces fosfato, sino que se libera de la hidratación del grupo fosfato.
El anabolismo es lo contrario del catabolismo. Por ejemplo, la síntesis de glucosa es un proceso anabólico, mientras que la descomposición de la glucosa es un proceso catabólico. El anabolismo requiere el aporte de energía, lo que se describe como un proceso de entrada de energía (“cuesta arriba”). El catabolismo es un proceso “descendente” en el que se libera energía a medida que el organismo la consume. El anabolismo y el catabolismo deben ser regulados para evitar que los dos procesos ocurran simultáneamente. Cada proceso tiene su propio conjunto de hormonas que activan y desactivan estos procesos. Las hormonas anabólicas son la hormona del crecimiento, la testosterona y el estrógeno. Las hormonas catabólicas incluyen la adrenalina, el cortisol y el glucagón. El equilibrio entre el anabolismo y el catabolismo también está regulado por los ritmos circadianos, con procesos como el metabolismo de la glucosa que fluctúan para ajustarse a los periodos normales de actividad de un animal a lo largo del día.

Catabolismo vs. metabolismo

Las reacciones metabólicas pueden clasificarse como catabólicas, es decir, la descomposición de compuestos (por ejemplo, la descomposición de la glucosa en piruvato mediante la respiración celular), o anabólicas, es decir, la construcción (síntesis) de compuestos (como proteínas, hidratos de carbono, lípidos y ácidos nucleicos). Por lo general, el catabolismo libera energía y el anabolismo la consume.
Las reacciones químicas del metabolismo se organizan en vías metabólicas, en las que una sustancia química se transforma en otra a través de una serie de pasos, cada uno de los cuales es facilitado por una enzima específica. Las enzimas son cruciales para el metabolismo porque permiten a los organismos impulsar reacciones deseables que requieren energía y que no se producen por sí mismas, acoplándolas a reacciones espontáneas que liberan energía. Las enzimas actúan como catalizadores -permiten que una reacción proceda más rápidamente- y también permiten regular el ritmo de una reacción metabólica, por ejemplo en respuesta a cambios en el entorno de la célula o a señales de otras células.