Diferencias entre anabolismo y catabolismo (cuadro comparativo)

El anabolismo y el catabolismo forman lo que conocemos como metabolismo. El metabolismo es la suma de todas las reacciones químicas que ocurren en los seres vivos y es una de las propiedades que los caracterizan.

Las reacciones metabólicas son fundamentales para la vida: a través de estas las células pueden consumir nutrientes para obtener energía y otros compuestos, utilizando ambas cosas para crecer, reparar daños -cuando los hay- reproducirse, adaptarse a nuevas condiciones ambientales, entre otras cosas.

El anabolismo a menudo se define como un conjunto de procesos “opuestos” a los que ocurren en el catabolismo.

Esto se debe a que por medio de las reacciones anabólicas las células utilizan energía y pequeñas moléculas para “construir” elementos estructurales y materiales de reserva, mientras que a través de las reacciones catabólicas se descomponen grandes moléculas para producir energía y obtener nutrientes.

Las reacciones metabólicas, bien sean catabólicas o anabólicas, son llevadas a cabo, en su mayoría, por proteínas especiales que llamamos enzimas, cuya actividad está cuidadosamente regulada en las células gracias a distintos procesos y dependiendo de las necesidades celulares.

Generalmente, decimos que las reacciones metabólicas están “ordenadas” en rutas metabólicas o ciclos, donde un compuesto determinado es transformado en otro(s) a través de una serie de pasos (reacciones) que involucran a varias enzimas secuencialmente.

A continuación veremos algunas de las características propias de cada conjunto de reacciones, de modo que sea más fácil determinar las diferencias que existen entre ambos.

Anabolismo

Definición

El anabolismo es la parte biosintética del metabolismo.

Se trata del conjunto de reacciones químicas gracias a las cuales las células de nuestro cuerpo y del cuerpo de todos los seres vivos son capaces de “construir” moléculas importantes a partir de otras moléculas más pequeñas, proceso que necesita energía.

Los procesos de biosíntesis en una célula son muy variados e incluyen tanto la síntesis de proteínas, ácidos nucleicos y lípidos, como la síntesis de carbohidratos de reserva y de otros componentes celulares.

Energía y tipos de reacciones

En términos energéticos, las reacciones anabólicas consisten en el consumo de energía para formar nuevas moléculas y esta energía es obtenida gracias a las reacciones catabólicas, por lo que decimos que son dos tipos de reacciones íntimamente relacionadas entre sí.

Así, desde el punto de vista energético decimos que el anabolismo se trata de reacciones endergónicas, lo que significa que utilizan distintas formas de energía de la célula para poder ocurrir.

Tipo de fase

Si queremos definir más sencillamente el anabolismo dentro del conjunto de reacciones metabólicas, podemos decir que se trata de la fase de construcción del metabolismo, dado que moléculas pequeñas se emplean para construir moléculas más grandes y complejas.

Moléculas

Durante las reacciones anabólicas se emplean diferentes tipos de moléculas químicas, en su mayoría de naturaleza orgánica.

El proceso implica tomar diferentes metabolitos (moléculas producidas y/u obtenidas a través de otros procesos metabólicos) y juntarlos para formar moléculas de mayor tamaño, con propiedades y características fisicoquímicas diferentes de las que le dieron origen.

Hormonas

En nuestro cuerpo, así como en el cuerpo de muchos animales vertebrados, las reacciones anabólicas están finamente controladas dependiendo de las necesidades de nuestras células.

Gran parte del control de estas reacciones -sea por inhibición o por activación- depende de un conjunto de moléculas que actúan de diversas formas y a las que conocemos como hormonas, que funcionan en nuestro cuerpo formando el sistema endocrino.

Las hormonas pueden, directa o indirectamente, activar o inhibir la actividad de las enzimas que participan en ciertas reacciones anabólicas, esto dependiendo, al mismo tiempo, de la cantidad de recursos disponibles.

Cuando hay un exceso de energía, por ejemplo, las reacciones anabólicas pueden activarse para aprovechar esa energía, aumentando la síntesis o construcción de elementos necesarios (o sustancias de reserva).

En cambio, si ocurre lo opuesto, es decir, si hay muy poca energía, lo más probable es que las actividades hormonales busquen apagar temporalmente las enzimas que participan en la biosíntesis.

Algunas de las hormonas que participan en esta regulación son: el estrógeno, la hormona de crecimiento, la testosterona y la insulina.

Ejemplos de anabolismo

Algunos buenos ejemplos de anabolismo son:

– Síntesis de proteínas: los ribosomas “leen” la información contenida en las moléculas de ARNm derivadas de genes codificantes de proteínas. A medida que lo hacen “traducen” la secuencias de nucleótidos (de a tripletes) en aminoácidos, los cuales son obtenidos en el citosol y ensamblados de acuerdo con el orden estipulado en la molécula, uno después del otro.

– Síntesis de ácidos grasos: que consiste en una serie de reacciones de condensación y reducción de dos átomos de carbono a partir de un metabolito precursor llamado acetil-CoA. La ruta de síntesis de estos compuestos esenciales para las células involucra a más de 6 enzimas diferentes.

– Síntesis de carbohidratos a través de la fotosíntesis: es el proceso por el cual las plantas utilizan la energía obtenida de los rayos del sol y el dióxido de carbono ambiental para producir azúcares del tipo triosas fosfato. Estas reacciones tienen lugar en una ruta conocida como el Ciclo de Calvin.

– Síntesis de glucógeno: cuando nuestro cuerpo se encuentra en un exceso de moléculas de glucosa, uno de los procesos que se activa consiste en su almacenamiento en un tipo de polímero especial llamado glucógeno, que consiste en la unión secuencial de moléculas de glucosa, un proceso que amerita energía.

Catabolismo

Definición

Al contrario que el anabolismo, el catabolismo es la parte degradativa del metabolismo. Esto quiere decir que es el conjunto de reacciones por medio de las cuales grandes moléculas son descompuestas en moléculas más pequeñas, liberando energía en el proceso.

Energía y tipos de reacciones

En el caso de las reacciones catabólicas la energía no se consume, sino que se produce, ya que es liberada de los enlaces de alta energía que están “sujetando” a los elementos que conforman las moléculas que sirven de combustible para las células.

En este sentido, el término que utilizamos para definir las reacciones catabólicas es exergónico. Además, normalmente las reacciones catabólicas son reacciones de oxidación de compuestos, es decir que las moléculas catabolizadas pierden electrones.

Tipo de fase

El catabolismo es, por tanto, la fase destructiva del metabolismo, de allí que nuestras células se valgan de las reacciones catabólicas para obtener los elementos necesarios para nutrirse y soportar las reacciones anabólicas (en materia tanto energética como de metabolitos).

Moléculas

Las reacciones catabólicas generalmente consisten en la desintegración de grandes moléculas orgánicas en moléculas más pequeñas, con la liberación concomitante de energía que es “atrapada” en otras moléculas que muchas veces definimos como las “monedas energéticas” celulares.

Por ejemplo, cuando consumimos alimentos, las enzimas de nuestro estómago nos ayudan a descomponer parcialmente lo que ingerimos, de manera que moléculas como la glucosa, por ejemplo, alcancen el interior celular y sean descompuestas a dióxido de carbono y agua.

Hormonas

En términos catabólicos las hormonas más importantes en los seres humanos y otros animales son: el glucagón, el cortisol y la adrenalina.

Ejemplos de catabolismo

Algunos ejemplos de reacciones catabólicas podrían incluir:

– Beta-oxidación de ácidos grasos: que consiste en las reacciones opuestas a la síntesis de ácidos grasos. En este caso se remueven secuencialmente átomos de carbono de dichas macromoléculas, obteniendo energía y otros precursores metabólicos en el proceso.

– Glucólisis: donde la glucosa es degradada por oxidación a piruvato, produciendo moléculas de ATP y otros derivados azucarados que alimentan diferentes rutas metabólicas.

– Ciclo de Krebs: el piruvato producido durante la glucólisis es oxidado aún más dentro de la mitocondria, a través del conjunto de reacciones del ciclo de Krebs, por medio de las cuales se producen precursores que funcionarán en la cadena transportadora de electrones. En esta ruta se libera dióxido de carbono (CO2) y se obtiene energía y poder reductor.