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Il metabolismo è l'insieme delle reazioni redox (ossidazione-riduzione) che, attraverso la regolazione e l'utilizzo di proteine, carboidrati, grassi, vitamine e minerali, consentono, tra le altre funzioni, la crescita degli organismi, la regolazione della temperatura corporea, la produzione di energia e mantenimento delle funzioni vitali. Tali reazioni chimiche, che avvengono a livello cellulare e sono incanalate enzimaticamente, sono organizzate in percorsi, che possono essere anabolici o catabolici. Quindi, anabolismo e catabolismo sono due delle fasi che compongono il processo metabolico e il cui equilibrio è essenziale per raggiungere la sopravvivenza degli esseri viventi, frequentemente esposti a disturbi e alterazioni naturali o antropiche. Ma in cosa consistono esattamente? Funzionano allo stesso modo?
Se vuoi saperne di più sul metabolismo, continua a leggere questo articolo Green Ecologist, dove potrai scoprire anche il differenze tra anabolismo e catabolismo.
Cos'è l'anabolismo?
anabolismo biosintesi, come suggerisce il nome, è il fase costruttiva del metabolismo, che consiste nella generazione di molecole organiche complesse (come carboidrati, lipidi, grassi, proteine o acidi nucleici) da quelle semplici. Dunque, funzioni di anabolismo sono associati al mantenimento, alla riparazione e alla crescita dei tessuti e allo stoccaggio di energia.
Tra le sue caratteristiche vale la pena ricordare che:
- I percorsi o percorsi anabolici che raccolgono le reazioni chimiche di questo processo, sono anche noti come divergenti.
- Queste reazioni di sintesi sono generalmente di riduzione ed endorgoniche. Cosa significa questo? Che, da un lato, le molecole o ioni coinvolti acquisiscano elettroni, e che, dall'altro, per realizzarsi necessitano di una fonte di energia, che normalmente è l'ATP (adenosina trifosfato), proveniente da fasi cataboliche.
- In questo caso, l'energia viene consumata dal corpo.
- Il processo è simile in tutte le cellule.
- Può essere autotrofo (come nel caso della fotosintesi o chemiosintesi) o eterotrofico (come avviene con i carboidrati nella gluconeogenesi e nella glicogenogenesi, con lipidi e proteine), entrambi i tipi differiscono nell'origine delle molecole precursori semplici (aminoacidi, monosaccaridi, nucleotidi). Se queste molecole sono formate da materia organica di altri esseri viventi, si parla di anabolismo eterotrofico; al contrario, se vengono sintetizzati a partire dalla propria materia organica ed energia, il processo di biosintesi è autotrofico.
- Sono coinvolti ormoni come estrogeni, insulina, ormone della crescita e testosterone.
Come in ogni processo biologico è possibile identificare diverse fasi, in questo caso nello specifico sono 3 fasi dell'anabolismo:
- Innanzitutto avviene la generazione di precursori, alcuni dei quali possono derivare dall'ultima fase del catabolismo.
- In secondo luogo, questi precursori sono attivati dalle molecole di ATP.
- Infine, avviene la formazione di molecole complesse.
Esempi di anabolismo
Una volta introdotto il concetto di anabolismo, con gli indizi della sezione precedente, potresti dire che tipo di reazione è la fotosintesi, catabolica o anabolica? Continua a leggere questo articolo perché, di seguito, troverai alcuni esempi di anabolismo, brevemente spiegati, che chiariranno completamente i tuoi dubbi e risponderanno alla domanda posta.
lipogenesi
È il processo mediante il quale, l'energia in eccesso che incorporiamo attraverso la dieta, il nostro corpo utilizza, attraverso l'acetil CoA, per la formazione degli acidi grassi.
glicogenogenesi
Consiste nella produzione di glicogeno dal glucosio-6-fosfato e ha luogo nel fegato e nei muscoli. Questo processo è simile all'amilogenesi nelle piante (formazione dell'amido), a differenza del fatto che, in questo caso, la fonte di energia o molecola attivante è l'UTP (uridina trifosfato) e non l'ATP.
gluconeogenesi
La gluconeogenesi o neoglicogenesi è il processo di sintesi del glucosio, a partire da precursori che non sono carboidrati e che possono essere convertiti in piruvato o ossalacetato (ad esempio: lattato, glicerolo, vari amminoacidi). Avviene principalmente nel fegato (90%) e nel rene (10%), che aiuta il cervello e i muscoli ad ottenere il glucosio necessario per soddisfare il proprio fabbisogno energetico.
Fotosintesi, chemiosintesi
Come abbiamo accennato in precedenza, e rispondendo alla domanda posta in precedenza, entrambi i tipi di processi sono anabolismi autotrofi, che consistono nella generazione di semplici molecole organiche da altre inorganiche come CO2, H2O o NH3. La differenza tra fotosintesi e chemiosintesi è che l'energia necessaria è ottenuta dalla luce solare, invece di provenire da reazioni redox. Ti consigliamo di leggere questo altro articolo su Cos'è il processo di fotosintesi e la sua importanza.
Cos'è il catabolismo?
catabolismo metabolismo distruttivoAl contrario, consiste nella trasformazione o degradazione di grandi molecole di materia organica (carboidrati, grassi, proteine) in molecole più piccole (acido lattico, CO2, NH3). Tra i funzioni del catabolismoDa segnalare la degradazione dei nutrienti organici e l'ottenimento di energia chimica da questi stessi nutrienti.
Alcune delle caratteristiche principali da evidenziare sono:
- Le vie o vie metaboliche sono convergenti, il che implica che, partendo da molti substrati diversi, alla fine del processo rimangono solo pochi prodotti.
- Le reazioni che comprende sono di natura ossidativa ed esoergonica; cioè in essi le molecole o ioni coinvolti perdono elettroni e avviene il rilascio di energia.
- L'adrenalina, il cortisolo, le citochine o il glucagone sono esempi di ormoni catabolici.
Come nell'anabolismo, possiamo identificare 3 fasi del catabolismo, in quale:
- In primo luogo, avviene la scomposizione di molecole organiche grandi e complesse in amminoacidi, monosaccaridi e acidi grassi.
- Successivamente, i prodotti della prima fase vengono trasportati alle cellule al fine di ottenere una maggiore degradazione e ottenere, quindi, molecole più semplici, in un processo in cui viene rilasciata energia.
- Infine, avviene l'ossidazione dei coenzimi che partecipano alla catena di trasporto degli elettroni.
Esempi di catabolismo
Continuiamo a conoscere questo concetto indicando alcuni esempi di catabolismo:
Respirazione e fermentazione
La respirazione e la fermentazione sono due processi catabolici importanti e ampiamente conosciuti che, nonostante consistano nell'ottenere energia da complesse molecole organiche e condividano una prima fase della glicolisi, sono significativamente differenti.
Tra gli altri fattori, si differenziano per la presenza/assenza di ossigeno, essendo la fermentazione anaerobica rispetto alla respirazione aerobica; nell'accettore finale di elettroni, essendo un composto organico in fermentazione e una sostanza inorganica nella respirazione; e, soprattutto, in quanto con la fermentazione non si ottiene una degradazione completa del glucosio, mentre con la respirazione si.
ciclo di Krebs
Il ciclo di Krebs è un altro processo catabolico, che configura uno dei 4 stadi della respirazione cellulare. Chiamato anche ciclo dell'acido citrico o dell'acido tricarbossilico, consiste nell'ossidazione di carboidrati, acidi grassi e amminoacidi fino all'ottenimento di CO2 come prodotto finale.
Digestione
Questo processo, come ben sappiamo, prevede la scomposizione dei nutrienti organici che ingeriamo attraverso la dieta, in altri componenti più semplici e di più facile utilizzo da parte dell'organismo per soddisfare i fabbisogni alimentari e, quindi, energetici.
glicogenolisi
La glicogenolisi, come indicato dal suffisso -olisi (dissoluzione, degradazione), è la via metabolica per la scomposizione del glicogeno e dalla quale si ottiene il glucosio. In questo processo, l'enzima più importante coinvolto è la glicogeno fosforilasi.
glicolisi
È l'insieme delle reazioni chimiche che, nell'ambito del processo di digestione, permette la degradazione del glucosio, ottenendo dei prodotti finali o altri, a seconda della presenza o meno di ossigeno, rispettivamente piruvato o lattato.
Qual è la differenza tra anabolismo e catabolismo?
La principale differenza tra anabolismo e catabolismo è che, essendo due tipi di reazioni che si completano a vicenda e sono dati allo stesso tempo per raggiungere un equilibrio, necessariamente opporsi. Cioè, come è stato spiegato in tutto l'articolo, il catabolismo consiste nella degradazione di grandi molecole organiche per ottenerne di più semplici; Mentre, al contrario, l'anabolismo sfrutta l'energia rilasciata nei processi catabolici per produrne di più complessi da molecole semplici.
In accordo con tutto ciò e ricordando l'influenza che tutte queste reazioni metaboliche hanno sulla crescita degli esseri viventi, è interessante ricordare che secondo Von Bertalanffy (il suo Modello di crescita è ampiamente utilizzato negli studi marini per stimare la relazione tra età e dimensioni dei pesci), gli organismi si sviluppano quando l'anabolismo supera il catabolismo, mentre la loro crescita si arresta quando l'entità di entrambi i processi è la stessa.
Nell'immagine principale dell'articolo puoi vedere un tabella delle differenze tra anabolismo e catabolismo riassunto, ma ti consigliamo anche di guardare questo video che è un riassunto della differenza e della relazione tra anabolismo e catabolismo spiegata da un biologo.
Se vuoi leggere più articoli simili a Differenza tra anabolismo e catabolismo, ti consigliamo di entrare nella nostra categoria Biologia.
Bibliografia- Gluconeogenesi. Recuperato da: https://www.uv.es/marcof/Tema17.pdf
- Catabolismo. I.B. MONFORTE. BIOLOGIA 2º BAC. Estratto da: https://www.edu.xunta.gal/centros/iesriocabe/system/files/u1/T_203_Catabolismo.pdf
