Catabolismo, anabolismo y metabolismo: relación con las actividades fisicas

Catabolismo, anabolismo y metabolismo: relación con las actividades fisicas

Las reacciones anabólicas y catabólicas siguen lo que se llaman rutas metabólicas; ambos tipos de rutas se combinan unas con otras para producir compuestos finales específicos y esenciales para la vida. La bioquímica ha determinado la forma en que se entretejen algunas de estas rutas, pero muchos de los aspectos más complejos y ocultos se conocen sólo en parte. En esencia, las rutas anabólicas parten de compuestos químicos relativamente simples y difusos llamados intermediarios. Estas vías utilizan la energía que se obtiene en las reacciones catalizadas por enzimas y se orientan hacia la producción de compuestos finales específicos, en especial macromoléculas en forma de hidratos de carbono, proteínas y grasas. Valiéndose de otras secuencias enzimáticas y moviéndose en sentido contrario, las rutas catabólicas disgregan las macromoléculas complejas en compuestos químicos menores que se utilizan como bloques estructurales relativamente simples.

Los procesos metabólicos se pueden agrupar en dos rutas, dependiendo de su propósito bioquímico. El catabolismo es la fase de degradación por el cual se degradan moléculas, como carbohidratos, proteínas y grasas, en moléculas más simples como piruvato, etanol y bióxido de carbono. Los procesos en las reacciones catabólicas se caracterizan por oxidación, liberación de energía libre y reacciones de convergencia. El anabolismo es la síntesis de grandes moléculas complejas a partir de otras precursoras más pequeñas. Esta ruta se caracteriza por reacciones de reducción, requerimiento de entrada de energía y divergencia de las vías de reacción. El catabolismo libera la energía potencial de las moléculas combustibles y la captura de ésta en el ATP. El anabolismo utiliza la energía libre en el ATP para realizar un trabajo; en consecuencia el catabolismo y el anabolismo están acoplados.

Desde el punto de vista termodinámico, el metabolismo es un proceso de transformación de energía, donde el catabolismo proporciona la energía para el catabolismo. El ATP es el acarreador molecular universal de energía libre útil, la cual es la energía transferida del catabolismo al anabolismo. La cantidad de energía disponible en el ATP se define en términos del cambio de energía libre estándar, DG°'. El cambio de energía libre estándar para la reacción reversible ATP más agua genera ADP es de 30kJ/mol. Esta es la cantidad de energía disponible que resulta de la transferencia de un grupo fosforilo del ATP a otra molécula, como el agua. Esta química involucra la ruptura hidrolítica de un enlace fosfoanhídrido. El ATP es capaz de transportar y transferir energía útil por: la estabilización por resonancia de los productos de la transferencia del grupo fosforilo y, los efectos de repulsión de carga en el ATP.

El ATP pertenece a un grupo de moléculas que se utilizan en la célula para transferir energía. Este grupo de moléculas se clasifican según su capacidad de transferir un grupo fosforilo. El ATP se ubica en el punto medio de las moléculas ricas en energía, por ello puede actuar como un intermediario común para conectar dos reacciones, en un proceso que libere energía y otro que la requiera.

Gran parte de lo que sabemos acerca de los detalles de las reacciones metabólicas, proviene del seguimiento de moléculas marcadas con isótopos radiactivos a lo largo de las rutas metabólicas o del estudio directo de cada reacción individual utilizando la enzima implicada aislada del organismo y células particulares.