Introducci�n al metabolismo: anabolismo y catabolismo
Es la fase de degradaci�n de las biomol�culas, cuya finalidad �ltima es la obtenci�n de energ�a. Las mol�culas org�nicas ser�n transformadas en otras m�s sencillas que intervendr�n en reacciones qu�micas hasta formar los llamados productos finales de las v�as catab�licas: los metabolitos de excreci�n (CO2, NH3 y H2O). La energ�a liberada en las reacciones catab�licas es almacenada en los enlaces ricos en energ�a del ATP, y posteriormente podr� ser utililzada en las reacciones enderg�nicas del anabolismo. El anabolismo y el catabolismo son, por tanto, v�as conectadas. Las v�as catab�licas son semejantes en los organismos aut�trofos y en los heter�trofos.
Seg�n la naturaleza de la sustancia que se reduce, se distinguen dos tipos de catabolismo:
El gluc�geno en los animales y el almid�n en las plantas constituyen las reservas de glucosa. La degradaci�n total de la glucosa, hasta el aprovechamiento completo de toda su energ�a, comprende dos fases: la gluc�lisis y la respiraci�n.
Es un proceso que tiene lugar en el citoplasma en ausencia de ox�geno, y comprende varias reacciones qu�micas. El rendimiento energ�tico final de la gluc�lisis ser�: dos mol�culas de ATP consumidas por cuatro sintetizadas; es decir, se obtiene un total de dos mol�culas de ATP. Se forman adem�s, dos NADH (poder reductor).
Para que el pir�vico que proviene de la gluc�lisis prosiga su degradaci�n, ha de entrar en la mitocondria, donde se produce la respiraci�n. Se distinguen dos etapas:
El principal mecanismo de obtenci�n de energ�a de los l�pidos (sustancias con muy alto valor cal�rico) lo constituye la oxidaci�n de los �cidos grasos, que se obtienen de los triglic�ridos mediante hidr�lisis por lipasas espec�ficas. Los �cidos grasos se unir�n a una mol�cula de coenzima A (CoA) en el citoplasma, quedando activados como acil-CoA. De esta forma pasan a la mitocondria, donde sufren el proceso denominado b-oxidacion. �stos siempre podr�n entrar en el ciclo de Krebs, por lo que cuanto m�s largo sea el �cido graso mayor cantidad de energ�a se obtendra en su oxidaci�n. La glicerina tambi�n podr� degradarse si se transforma en dihidroxiacetona, entrando en la gluc�lisis.
El metabolismo es el conjunto de reacciones redox (oxidaci�n-reducci�n) que, mediante la regulaci�n y el aprovechamiento de prote�nas, hidratos de carbono, grasas, vitaminas y minerales, permiten, entre otras funciones, el crecimiento de los organismos, la regulaci�n de la temperatura corporal, la producci�n de energ�a y el mantenimiento de las funciones vitales. Tales reacciones qu�micas, que tienen lugar a nivel celular y est�n canalizadas enzim�ticamente, quedan organizadas en rutas, que pueden ser anab�licas o catab�licas. De manera que, anabolismo y catabolismo son dos de las etapas que integran el proceso metab�lico y cuyo equilibrio es esencial para lograr la supervivencia de los seres vivos, expuestos frecuentemente a perturbaciones y alteraciones naturales o antr�picas. Pero, �en qu� consisten exactamente? �Operan de la misma manera?
s saber m�s sobre el metabolismo, sigue leyendo este art�culo de Ecolog�aVerde, donde adem�s podr�s descubrir las diferencias entre anabolismo y catabolismo.
El anabolismo o bios�ntesis, como su nombre indica, es la fase constructiva del metabolismo, que consiste en la generaci�n de mol�culas org�nicas complejas (como pueden ser hidratos de carbono, l�pidos, grasas, prote�nas o �cidos nucleicos) a partir de otras simples. Por ello, las funciones del anabolismo est�n asociadas al mantenimiento, la reparaci�n y el crecimiento tisular y al almacenamiento de energ�a.
Entre sus caracter�sticas cabe mencionar que:
Igual que en todo proceso biol�gico es posible identificar distintas fases, en este caso, concretamente son 3 las etapas del anabolismo:
Una vez introducido el concepto de anabolismo, con las pistas del apartado anterior, �sabr�as decir qu� tipo de reacci�n es la fotos�ntesis, catab�lica o anab�lica? Sigue con la lectura de este art�culo pues, a continuaci�n, encontrar�s algunos ejemplos de anabolismo, explicados brevemente, que aclarar�n del todo tus dudas y dar�n respuesta a la pregunta formulada.
Es el proceso por el cual, el exceso de energ�a que incorporamos a trav�s de la dieta, nuestro organismo emplea, mediante el acetil CoA, para la formaci�n de �cidos grasos.
Consiste en la producci�n de gluc�geno a partir de glucosa-6-fosfato y tiene lugar en h�gado y m�sculos. Este proceso es similar a la amilog�nesis en vegetales (formaci�n de almid�n), a diferencia de que, en este caso, la fuente de energ�a o mol�cula activadora es el UTP (uridina trifosfato) y no el ATP.
La gluconeog�nesis o neoglucog�nesis es el proceso de s�ntesis de glucosa, partiendo de precursores que no son hidratos de carbono y que pueden convertirse a piruvato u oxalacetato (por ejemplo: lactado, glicerol, diversos amino�cidos). Tiene lugar principalmente en h�gado (90%) y ri��n (10%), lo que ayuda a que el cerebro y los m�sculos puedan obtener la glucosa necesaria para cubrir sus necesidades energ�ticas.
Como dej�bamos entrever anteriormente, y respondiendo a la cuesti�n previamente planteada, ambos tipos de procesos son anabolismos aut�trofos, que consisten en la generaci�n mol�culas org�nicas sencillas a partir de otras inorg�nicas como son el CO2, el H2O o el NH3. La diferencia que guarda la fotos�ntesis respecto la quimios�ntesis es que, la energ�a necesaria es obtenida de la luz solar, en lugar de proceder de reacciones redox. Te recomendamos leer este otro art�culo acerca de Qu� es el proceso de fotos�ntesis y su importancia.
El catabolismo o metabolismo destructivo, por el contrario, consiste en la transformaci�n o degradaci�n de grandes mol�culas de materia org�nica (carbohidratos, grasas, prote�nas) en otras m�s peque�as (�cido l�ctico, CO2, NH3). Entre las funciones del catabolismo, cabe mencionar, la degradaci�n de nutrientes org�nicos y la obtenci�n de energ�a qu�mica a partir de estos mismos nutrientes.
Algunas de las principales caracter�sticas a destacar son:
Al igual que sucede en el anabolismo, podemos identificar 3 etapas del catabolismo, en las que:
Seguimos conociendo este concepto indicando algunos ejemplos de catabolismo:
La respiraci�n y la fermentaci�n son dos procesos catab�licos importantes y ampliamente conocidos que, a pesar de consistir en la obtenci�n de energ�a procedente de mol�culas org�nicas complejas y de compartir una primera fase de gluc�lisis, son significativamente distintos.
Entre otros factores, se diferencian en la presencia/ausencia del ox�geno, siendo la fermentaci�n anaerobia frente a la respiraci�n que es aerobia; en el aceptor final de electrones, siendo en la fermentaci�n un compuesto org�nico y en la respiraci�n una sustancia inorg�nica; y, sobre todo, en que con la fermentaci�n no se alcanza una degradaci�n completa de la glucosa, mientras que con la respiraci�n s�.
El Ciclo de Krebs es otro proceso catab�lico, que configura una de las 4 etapas de la respiraci�n celular. Tambi�n llamado ciclo del �cido c�trico o del �cido tricarbox�lico consiste en la oxidaci�n de gl�cidos, �cidos grasos y amino�cidos hasta obtener como producto final CO2.
Este proceso, como bien conocemos, implica la descomposici�n de nutrientes org�nicos que ingerimos a trav�s de la dieta, en otros componentes m�s sencillos y f�ciles de emplear por el organismo para satisfacer las necesidades alimentarias y, por tanto, energ�ticas.
La glucogen�lisis, como indica el sufijo -lisis (disoluci�n, rotura), es la ruta metab�lica de degradaci�n del gluc�geno y, a partir de la cual, se obtiene glucosa. En este proceso, la enzima m�s importante que interviene es la gluc�geno fosforilasa.
Es el conjunto de reacciones qu�micas que, formando parte del proceso de digesti�n, permite la degradaci�n la glucosa, obteniendo unos productos finales u otros, en funci�n de la presencia o ausencia de ox�geno, siendo piruvato o lactato, respectivamente.
La principal diferencia que guardan anabolismo y catabolismo es que, al ser dos tipos de reacciones que se complementan y se dan al mismo tiempo para alcanzar un equilibrio, necesariamente se oponen. Esto es, como se ha ido explicando a lo largo del art�culo, el catabolismo consiste en la degradaci�n de grandes mol�culas org�nicas para obtener otras m�s sencillas; mientras que, al contrario, el anabolismo aprovecha la energ�a liberada en los procesos catab�licos para producir a partir de mol�culas sencillas otras m�s complejas.
De acuerdo con todo esto y recordando la influencia que tienen todas estas reacciones metab�licas en el crecimiento de los seres vivos, es interesante mencionar que seg�n Von Bertalanffy (su Modelo de crecimiento se emplea mucho en estudios marinos para estimar la relaci�n existente entre la edad y la talla de los peces), los organismos se desarrollan cuando el anabolismo supera al catabolismo, mientras que su crecimiento se detiene en el momento en que la magnitud de ambos procesos es la misma.
En la imagen principal del art�culo se puede observar una tabla de diferencias entre anabolismo y catabolismo resumidas, pero tambi�n te recomendamos ver este v�deo que es un resumen sobre la diferencia y la relaci�n entre anabolismo y catabolismo explicado por una bi�loga.