Catabolismo

Definición

El catabolismo son una serie de acciones metabólicas cuyo fin es la degradación orgánica de nutrientes, transformándolos en productos compuestos simples de los cuales se puede obtener energía química indispensable para las actividades celulares.

La energía química liberada en el catabolismo es usada para la síntesis de ATP, conocido así por sus siglas en inglés, cuyo significado es “adenosine triphosphate”, traducido al español como “Adenosín Trifosfato”.

Las reacciones del catabolismo son en su mayoría por reducción-oxidación a excepción de algunos microorganismos que pueden metabolizar hierro y azufre. A través de estas reacciones se pueden degradar diversas moléculas como glúcidos, lípidos, proteínas, entre otros. Por otra parte, es importante conocer que el proceso inverso del catabolismo es denominado anabolismo.

Entre las funciones del catabolismo se destacan:

• Degradar nutrientes orgánicos (lípidos, proteínas, aminoácidos, entre otros).
• Formar y extraer energía de los productos resultantes de la degradación de los nutrientes.
• Aportar energía para llevar a cabo las actividades celulares.

Tipos

Según la capacidad de aceptación de electrones de la molécula que se reduce, el catabolismo puede ser:

• Respiración: es el tipo de catabolismo más eficiente y común donde la molécula que se reduce es de origen inorgánico. Dentro de este tipo de catabolismo existen dos subtipos:
• Respiración aeróbica: el oxígeno es la molécula inorgánica que se reduce y produce agua. La producción de ATP se puede dar por dos medios, fosforilación oxidativa y a nivel de sustrato.
• Respiración anaeróbica: se da solo en algunos tipos de bacterias donde moléculas inorgánicas como NO₃^– (nitrato) y SO₄^2- (sulfatos) son los que se reducen. La producción de ATP se puede dar por dos medios, fosforilación oxidativa y a nivel de sustrato.
• Fermentación: donde la molécula que se reduce es de origen orgánico. Generalmente el “piruvato” al reducirse acepta electrones y origina “ácido láctico” o “etanol” como compuesto orgánico. La producción de ATP solo se puede llevar a cabo por medio de la fosforilación de sustratos.

Dependiendo del tipo de molécula que se oxida, el catabolismo puede ser

• Catabolismo de glúcidos: se degradan y oxidan los glúcidos.
• Catabolismo de lípidos: se degradan y oxidan los lípidos.
• Catabolismo de prótidos: se degradan y oxidan prótidos.
• Catabolismo de bases nitrogenadas: se degradan y oxidan bases nitrogenadas.

Proceso

• Fase 1. Las grandes moléculas (macromoléculas) son degradas a moléculas más pequeñas por la acción de enzimas (hidrolasas) que al unirse con agua rompen la unión, ejemplo, las proteínas al degradarse forman aminoácidos, los polisacáridos forman monosacáridos y los lípidos ácidos grasos.
• Fase 2. La degradación de las macromoléculas de la fase uno conlleva a la producción de ácido acético y acetil-S-CoA.
• Fase 3. Esta fase también es conocida como respiración, donde a través de la vía metabólica cíclica denominada Ciclo de Krebs, el ácido acético (CH₃COOH) es degradado, originando moléculas de CO₂ (dióxido de carbono), los átomos de hidrógeno sobrantes son transferidos a un compuesto denominada NAD⁺ (nicotinamida adenina dinucleótido) convirtiendo el NADH. La cadena respiratoria transporta los electrones que contiene el NADH hasta el oxígeno y produce H₂O (agua), dejando NAD⁺ para aceptar más electrones. En el proceso de transporte de los electrones de NADH hasta el oxígeno se libera ADP que al someterse a fosforilación oxidativa se transforma en ATP, energía requerida para llevar a cabo todas las actividades celulares.

Catabolismo celular

El catabolismo celular es el proceso metabólico por el cual las células utilizan moléculas orgánicas como fuente de energía y materia prima para sus funciones vitales.Este se divide en dos etapas: la degradación y la oxidación. Durante la degradación, las moléculas orgánicas se dividen en moléculas más pequeñas mediante la acción de enzimas específicas. Durante la oxidación, las moléculas se someten a una serie de reacciones químicas que liberan energía. La energía liberada es utilizada por la célula para realizar sus funciones metabólicas.

El catabolismo celular es esencial para la vida, ya que proporciona la energía necesaria para mantener las funciones celulares y para el crecimiento y reproducción de las células. Los procesos catabólicos más comunes son la digestión y la respiración celular. La digestión es el proceso mediante el cual las células descomponen los alimentos para obtener energía, mientras que la respiración celular es el proceso mediante el cual las células oxidan los compuestos orgánicos para obtener energía.

Catabolismo muscular

El catabolismo muscular es el proceso metabólico que se produce en los músculos cuando el cuerpo utiliza las proteínas de los músculos como fuente de energía. Durante el catabolismo muscular, las células musculares rompen las proteínas en aminoácidos, los cuales son luego metabolizados para producir energía.

Este proceso puede tener efectos negativos en el cuerpo ya que cuando se pierde masa muscular, se pierde también la fuerza y el tono muscular. Además, el catabolismo muscular también puede contribuir a la pérdida de proteínas y minerales importantes en el cuerpo.

Sin embargo, el catabolismo muscular también puede tener efectos positivos, ya que puede ayudar a mejorar la resistencia y la capacidad cardiovascular. Además, el catabolismo muscular puede ser necesario para perder grasa y para aumentar la masa muscular magra.

Es importante mencionar que este puede ser evitado o reducido mediante una dieta adecuada y un entrenamiento de fuerza progresivo, además de una recuperación adecuada luego de un entrenamiento.