Diferencias entre el catabolismo y el anabolismo

La totalidad de las reacciones químicas de un organismo, que suceden en las células para mantener su vida se conoce como metabolismo. El metabolismo es una propiedad de la vida, derivada de interacciones ordenadas entre moléculas. Estos procesos permiten que los organismos crezcan, reproduzcan, respondan a su entorno y mantengan sus estructuras¹.

El metabolismo se divide en dos tipos generales de reacciones. En términos generales, el catabolismo es todas las reacciones químicas que descomponen las moléculas. Esto es extraer energía o producir moléculas simples que luego construyan otras. El anabolismo se refiere a todas las reacciones metabólicas que construyen o ensamblan moléculas más complejas de las más simples¹.

Los procesos del catabolismo y el anabolismo

Todos los procesos anabólicos son constructivos, utilizando moléculas básicas dentro de un organismo, que luego crean compuestos que son más especializados y complejos. El anabolismo también se conoce como 'biosíntesis', por lo que se crea un producto final a partir de varios componentes. El proceso requiere ATP como una forma de energía, convirtiendo la energía cinética en energía potencial. Se considera un proceso endergónico, lo que significa que es una reacción no compontánea, lo que requiere energía². El proceso utiliza energía para crear el producto final, como tejidos y órganos. El organismo requiere estas moléculas complejas, como un medio de crecimiento, desarrollo y diferenciación celular³. Los procesos anabólicos no usan oxígeno.

Los procesos catabólicos, por otro lado, son destructivos, donde se descomponen los compuestos más complejos y se libera energía en forma de ATP o calor, en lugar de consumir energía como en el anabolismo. La energía potencial se convierte en energía cinética de las tiendas en el cuerpo. Esto da como resultado la formación del ciclo metabólico, por el cual el catabolismo desglosa las moléculas que se crean a través del anabolismo. Un organismo a menudo usa muchas de estas moléculas, que se usan nuevamente en una variedad de procesos. Los procesos catabólicos utilizan oxígeno.

A nivel celular, el anabolismo utiliza monómeros para formar polímeros, lo que resulta en la formación de moléculas más complejas. Un ejemplo común es la síntesis de aminoácidos (el monómero) en proteínas más grandes y más complejas (el polímero). Uno de los procesos catabólicos más comunes es la digestión, donde los nutrientes ingeridos se convierten en moléculas más simples, que un organismo puede usar para otros procesos.

Los procesos catabólicos actúan para romper muchos polisacáridos diferentes, como glucógeno, almidones y celulosa. Estos se convierten en monosacáridos, que incluyen glucosa, fructosa y ribosa, utilizados por organismos como una forma de energía. Las proteínas creadas por el anabolismo se convierten en aminoácidos a través del catabolismo, para procesos anabólicos adicionales. Cualquier ácido nucleico en el ADN o el ARN, se cataboliza en nucleótidos más pequeños, que son un componente del proceso natural de curación, así como para las necesidades energéticas.

Los organismos se clasifican en función del tipo de catabolismo que usan⁴:

• Organotrofo → Un organismo que adquiere su energía de fuentes orgánicas
• Lithotroph → Un organismo que adquiere su energía de sustratos inorgánicos
• Fotótrofo → Un organismo que adquiere su energía de la luz solar
  

Hormonas

Muchos procesos metabólicos que ocurren dentro de un organismo están regulados por hormonas. Las hormonas son compuestos químicos, que generalmente se clasifican como hormonas anabólicas o catabólicas, dependiendo de su efecto general.

Hormonas anabólicas:

• Estrógeno: Una hormona que existe tanto en mujeres como en machos. Se produce predominantemente en los ovarios y regula principalmente las características sexuales femeninas (como las caderas y el crecimiento de los senos), y también se ha encontrado que afecta la masa ósea⁵ y regulación del ciclo menstrual⁶.

• Testosterona: Una hormona que existe tanto en hombres como en mujeres. Se produce predominantemente dentro de los testículos y regula principalmente las características sexuales masculinas (como la voz y el vello facial), fortaleciendo la masa ósea⁷ y ayuda a construir y mantener la masa muscular⁸.

• Hormona del crecimiento: Una hormona que se crea dentro de la pituitaria, la hormona del crecimiento estimula y posteriormente regula el crecimiento del organismo en la vida temprana. Después de la madurez en la vida adulta, también regula la reparación ósea⁹.

• Insulina: Las células beta crean esta hormona dentro del páncreas. Regula los niveles de glucosa y se usa en la sangre. La glucosa es una fuente principal de energía, sin embargo, no puede procesarse sin insulina. Si el páncreas lucha o no puede producir insulina, puede conducir a la diabetes¹⁰.

Hormonas catabólicas:

• Glucágón: Producido dentro del páncreas por las células alfa, el glucagón es responsable de estimular la descomposición de las reservas de glucógeno en glucosa. El glucógeno existe en los depósitos almacenados en el hígado y cuando el cuerpo necesita más energía (como ejercicio, altos niveles de estrés o combates), el glucagón estimula el catabolismo del glucógeno, lo que resulta en la glucosa que ingresa a la sangre¹⁰.

• Adrenalina: También conocido como 'epinefrina', se crea dentro de las glándulas suprarrenales. La adrenalina juega un componente fundamental en una reacción fisiológica llamada 'lucha o vuelo'. Durante la respuesta fisiológica, los bronquiolos se abren y la frecuencia cardíaca se acelera para una mejor absorción de oxígeno. También es responsable de inundar glucosa en el cuerpo, proporcionando así una fuente rápida de energía¹¹.

• Cortisol: También se llama 'hormona del estrés', se sintetiza en las glándulas suprarrenales. Cuando un organismo experimenta ansiedad, incomodidad prolongada o nerviosismo, se libera el cortisol. Como resultado, la presión arterial aumenta, se incurre en un aumento en el nivel de azúcar en la sangre y el sistema inmunitario se suprime¹².

• Citoquina: Una hormona proteica muy pequeña que regula las interacciones y la comunicación entre las células del cuerpo. Hay una producción constante de citocinas, que también se descomponen constantemente, con aminoácidos reutilizados por el organismo. Un ejemplo común es las linfocinas y la interleucina, donde se liberan después de que se incurre en una respuesta inmune después de una invasión por un cuerpo extraño (bacterias, virus, tumor u hongo) o después de una lesión¹³.

Procesos catabólicos y anabólicos durante el ejercicio

El peso corporal de un organismo está determinado por el catabolismo y el anabolismo. Esencialmente, la cantidad de energía liberada a través del anabolismo, menos la cantidad utilizada a través del catabolismo es igual a su peso total. Cualquier exceso de energía no quemado a través del catabolismo se almacena en forma de glucógeno o grasa en las reservas de hígado y músculo¹⁴. Si bien esta es una explicación simplificada de cómo interactúan los dos procesos, hace que sea más fácil entender cómo ciertos ejercicios catabólicos y anabólicos se combinan para determinar el peso corporal.

Los procesos anabólicos generalmente resultan en un aumento en la masa muscular, como la isometría o el levantamiento de pesas¹⁵. Sin embargo, cualquier otro ejercicio que sea anaeróbico, como sprinting, entrenamiento de intervalos y otras actividades de alta intensidad, también sea anabólico^dieciséis. Durante los períodos de tales actividades, el cuerpo gasta tiendas inmediatas de energía, con la eliminación del ácido láctico que se ha construido en los músculos². En respuesta, la masa muscular aumenta en preparación para cualquier esfuerzo adicional. Esto significa que los procesos catabólicos dan como resultado músculos más grandes y más fuertes, así como huesos fortalecidos y mayores reservas de proteínas mediante el uso de aminoácidos, todos combinados para aumentar el peso corporal¹⁷.

Por lo general, cualquier ejercicio que sea aeróbico es un proceso catabólico. Estos incluyen natación, trotar y ciclismo, y otros ejercicios que inducen una conversión del uso de glucosa o glucógeno como fuente de energía, a quemar grasa para cumplir con el aumento de la energía¹⁸. El tiempo es crucial para incitar al catabolismo, ya que debe quemar primero a través de las reservas de glucosa/glucógeno¹⁹. Si bien ambos son clave para una reducción en la masa de grasa corporal, el anabolismo y el catabolismo son procesos metabólicos contrastantes que resultan en un aumento o disminución en el peso corporal general. Una combinación de ejercicios catabólicos y anabólicos permite que el cuerpo alcance y mantenga el peso corporal ideal.

Conclusión

Colectivamente, el catabolismo y el anabolismo son los dos componentes del metabolismo. La diferencia fundamental clave entre los dos procesos son los tipos de reacción que están involucrados en cada uno.

El anabolismo utiliza ATP como una forma de energía, convirtiendo la energía cinética en energía potencial almacenada en el cuerpo, lo que aumenta la masa corporal. Produce procesos endergónicos, que son anaeróbicos, que ocurren durante el proceso de fotosíntesis en las plantas, así como la asimilación en animales.

El catabolismo libera energía, ya sea como ATP o calor, convirtiendo la energía potencial almacenada en energía cinética. Quema moléculas complejas y disminuye la masa corporal y produce procesos exergónicos, que son aeróbicos y ocurren durante la respiración celular, la digestión y la excreción.