Catabolismo

Te explicamos qué es el catabolismo y sus diferencias con el anabolismo. Además, los tipos que existen, importancia y ejemplos.

¿Qué es el catabolismo?

El catabolismo es el proceso que realiza un organismo para degradar nutrientes complejos en sustancias simples y así obtener energía química. Es una de las dos fases del metabolismo de los seres vivos. El proceso complementario se llama anabolismo.

El catabolismo está basado en reacciones químicas que implican la ruptura de enlaces químicos entre los átomos. Estas reacciones se llevan adelante mediante proteínas específicas (llamadas enzimas) que funcionan como catalizadores biológicos. Cuando se rompen enlaces químicos, se libera energía que puede ser utilizada para nuevas transformaciones químicas.

El término catabolismo proviene del griego katos (“hacia abajo”) y ballein (“lanzar”), ya que va desde lo más complejo y de mayor tamaño, hacia lo más simple y más pequeño.

• Ver además: Respiración aerobia

¿Cómo funciona el catabolismo?

Las reacciones químicas que ocurren dentro de las células son necesarias para sostener las funciones de todos los sistemas biológicos. Mediante estas reacciones, se rompen o se crean nuevos enlaces entre los átomos. Las enzimas son proteínas que catalizan (es decir, hacen que sucedan) reacciones químicas dentro de los seres vivos.

El catabolismo involucra la acción de varias enzimas que actúan sucesivamente descomponiendo moléculas complejas en moléculas más sencillas. Estas transformaciones, llamadas reacciones de degradación, liberan la energía química que está contenida en los enlaces entre los átomos. Esta energía es utilizada para poder hacer nuevas reacciones químicas, que son necesarias para esa célula u organismo en particular.

La base del catabolismo son las reacciones de degradación. En cambio, las reacciones de construcción de enlaces químicos son actividades que pertenecen al anabolismo. En este caso, las reacciones anabólicas absorben energía, no la liberan.

Por ejemplo, la glucosa es una sustancia que contiene enlaces de alta energía química. Para que esta energía se libere, es necesario romper la molécula de glucosa, a través de un conjunto de reacciones catabólicas, llamado glucólisis. Una vez disponible, la energía de los enlaces químicos de la glucosa se puede utilizar en otras rutas metabólicas, como la síntesis de proteínas.

Diferencias entre catabolismo y anabolismo

Catabolismo y anabolismo son procesos complementarios pero opuestos. El catabolismo descompone las macromoléculas orgánicas en formas más simples. El anabolismo, en cambio, consume energía del organismo para formar nuevos enlaces y nuevas moléculas complejas.

Por lo tanto, mientras el anabolismo consume energía, el catabolismo la libera; mientras el anabolismo va de lo sencillo a lo complejo, el catabolismo va en dirección contraria. Cuando ambos están en equilibrio, las células se mantienen estables.

Sin embargo, a veces puede ser necesario que predomine la actividad catabólica. Por ejemplo, cuando la demanda física es mayor a la cantidad de alimento que comemos, es necesario obtener energía a partir de la descomposición de tejidos. Así, el organismo degrada moléculas de lípidos, que fueron almacenadas en otro momento en forma de grasa. El conjunto de las reacciones catabólicas que rompen la grasa se llama lipólisis.

• Más en: Anabolismo

Catabolismo de los hidratos de carbono

Cuando las biomoléculas de glucosa se oxidan para obtener energía, se da el catabolismo de los hidratos de carbono. En los organismos eucariotas, este proceso comienza en el citoplasma de la célula, con la ruta de la glucólisis, y termina en la mitocondria, con la respiración celular. 

La glucólisis es un conjunto de reacciones químicas que rompen la molécula de glucosa (con 6 átomos de carbono) para dar dos de piruvato (con 3 átomos de carbono cada una). Como se trata de reacciones de degradación, el resultado de la glucólisis es la liberación de energía química, que se almacena como molécula de ATP (adenosín trifosfato). 

Más adelante, las moléculas de piruvato también se descomponen para obtener todavía más cantidad de energía química. Este proceso ocurre en un compartimento especializado dentro de las células, llamado mitocondria. Se denomina respiración celular al conjunto de reacciones catabólicas que suceden dentro de la mitocondria. Estas reacciones necesitan que exista oxígeno disponible.

• Puede servirte: Tipos de respiración

Catabolismo muscular

El catabolismo muscular es la reducción de la masa muscular como parte de la actividad metabólica. Sucede cuando se destruye tejido muscular para obtener energía. Esto ocurre en situaciones excepcionales de ayuno extremo.

Cuando los alimentos que consumimos no son suficientes para mantener las necesidades metabólicas, el organismo recurre a las grasas almacenadas para obtener energía adicional. Pero, una vez agotadas las reservas de lípidos, se recurre a medidas “desesperadas”. En estos casos, la estructura de los músculos se rompe y se libera energía química, que luego es utilizada en procesos metabólicos vitales (como la respiración celular).

Para evitar el catabolismo muscular, es importante mantener una dieta balanceada y ajustada a las necesidades metabólicas de cada uno.

Ejemplo de catabolismo

El catabolismo es el principio básico detrás de la digestión de los alimentos que consumimos. Por ejemplo, la comida que consumimos se digiere en el sistema digestivo y se absorbe en forma de biomoléculas. Estas sustancias son nutrientes de gran tamaño que, luego de ser absorbidas, se catabolizan para poder obtener energía.

Así, las proteínas son descompuestas en aminoácidos, los lípidos en ácidos grasos y los azúcares en monosacáridos. Estos compuestos más simples luego convergen en una misma ruta metabólica: la de la respiración celular.

Además, el catabolismo es responsable de obtener energía a partir de las sustancias de reserva. Durante situaciones de exceso de nutrientes, la actividad anabólica se encarga de almacenar energía química en forma de sustancias específicas, como el almidón y los lípidos. En momentos de escasez de alimento, esas moléculas se descomponen a través de rutas catabólicas y, así, proporcionan la energía necesaria para mantener las funciones vitales.

Importancia del catabolismo

El catabolismo es una parte clave del proceso metabólico de los seres vivos. El funcionamiento de un ser vivo depende de las reacciones catabólicas, porque aportan la energía necesaria para su actividad celular.

De este modo, todas las reacciones químicas que requieren energía (es decir, las reacciones anabólicas) necesitan previamente de la descomposición de moléculas complejas en sustancias más simples.

El crecimiento, la reparación de tejidos, la división celular son procesos biológicos que no serían posibles sin el aporte de energía que proviene del catabolismo celular.

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Referencias

• Marieb, E. Anatomía y fisiología humana. Edición 9º. PEARSON EDUCACIÓN. (2008).
• De Robertis, E. Fundamentos de biología celular y molecular. Edición 4º. El ateneo (2010).