Anabolismo y Catabolismo: Definición y Ejemplos

El anabolismo y el catabolismo son los dos tipos generales de reacciones bioquímicas que componen el metabolismo. El anabolismo construye moléculas complejas a partir de moléculas más simples, mientras que el catabolismo rompe moléculas grandes en moléculas 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 desechos. Las vitaminas, los minerales y los cofactores ayudan a las reacciones.

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Definición de Anabolismo

El anabolismo o biosíntesis es el conjunto de reacciones bioquímicas que construyen moléculas a partir de componentes más pequeños. Las reacciones anabólicas son endergónicas, lo que significa que requieren una entrada de energía para progresar y no son espontáneas. Típicamente, las reacciones anabólicas y catabólicas se acoplan, proporcionando el catabolismo la energía de activación para el anabolismo. La hidrólisis del trifosfato de adenosina (ATP) potencia muchos procesos anabólicos. En general, las reacciones de condensación y reducción son los mecanismos detrás del anabolismo.

Ejemplos de Anabolismo

Las reacciones anabólicas son aquellas que construyen moléculas complejas a partir de moléculas simples. Las células utilizan estos procesos para fabricar polímeros, hacer crecer tejidos y reparar daños. Por ejemplo:

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• El glicerol reacciona con los ácidos grasos para formar lípidos:
  CH₂OHCH (OH)CH₂OH + C₁₇H₃₅COOH → CH₂OHCH (OH)CH₂OOCC₁₇H₃₅
• Los azúcares simples se combinan para formar disacáridos y agua:
  C₆H₁₂O₆ + C₆H₁₂O₆ → C₁₂H₂₂O₁₁ + H₂O
• Los aminoácidos se unen para formar dipéptidos:
  NH₂CHRCOOH + NH₂CHRCOOH → NH₂CHRCONHCHRCOOH + H₂O
• El dióxido de carbono y el agua reaccionan para formar glucosa y oxígeno en la fotosíntesis:
  6CO₂ + 6H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6O₂

Las hormonas anabólicas estimulan los procesos anabólicos. Ejemplos de hormonas anabólicas incluyen la insulina, que promueve la absorción de glucosa, y los esteroides anabólicos, que estimulan el crecimiento muscular. El ejercicio anabólico es un ejercicio anaeróbico, como el levantamiento de pesas, que también desarrolla fuerza y masa muscular.

Definición de Catabolismo

El catabolismo es el conjunto de reacciones bioquímicas que descomponen moléculas complejas en otras más simples. Los procesos catabólicos son termodinámicamente favorables y espontáneos, por lo que las células los utilizan para generar energía o para alimentar el anabolismo. El catabolismo es exergónico, lo que significa que libera calor y funciona a través de la hidrólisis y la oxidación.

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Las células pueden almacenar materias primas útiles en moléculas complejas, usar el catabolismo para descomponerlas y recuperar las moléculas más pequeñas para construir nuevos productos. Por ejemplo, el catabolismo de proteínas, lípidos, ácidos nucleicos y polisacáridos genera aminoácidos, ácidos grasos, nucleótidos y monosacáridos, respectivamente. A veces se generan productos de desecho, que incluyen dióxido de carbono, urea, amoníaco, ácido acético y ácido láctico.

Ejemplos de Catabolismo

Los procesos catabólicos son lo contrario de los procesos anabólicos. Se utilizan para generar energía para el anabolismo, liberar moléculas pequeñas para otros fines, desintoxicar productos químicos y regular las vías metabólicas. Por ejemplo:

• Durante la respiración celular, la glucosa y el oxígeno reaccionan para producir dióxido de carbono y agua
  C₆H₁₂O₆ + 6O₂ → 6CO₂ + 6H₂O
• En las células, el peróxido de hidróxido se descompone en agua y oxígeno:
  2H₂O₂ → 2H₂O + O₂

Muchas hormonas actúan como señales para controlar el catabolismo. Las hormonas catabólicas incluyen adrenalina, glucagón, cortisol, melatonina, hipocretina y citocinas. El ejercicio catabólico es un ejercicio aeróbico, como un entrenamiento cardiovascular, que quema calorías a medida que se descompone la grasa (o el músculo).

Vías Anfibólicas

Una vía metabólica que puede ser catabólica o anabólica dependiendo de la disponibilidad de energía se denomina vía anfibólica. El ciclo del glioxilato y el ciclo del ácido cítrico son ejemplos de vías anfibólicas. Estos ciclos pueden producir energía o utilizarla, dependiendo de las necesidades celulares.

Fuentes

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• de Bolster, M. W. G. (1997). "Glosario de Términos Utilizados en Química Bioinorgánica". Unión Internacional de Química Pura y Aplicada.
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• Ramsey K. M., Marcheva B., Kohsaka A., Bass J. (2007). "El mecanismo del metabolismo". Annu. Rev.Nutr. 27: 219–40. doi:10.1146 / anurev.nutr.27.061406.093546