¿Qué es anabolismo? - Todo sobre procesos metabólicos

La base para el funcionamiento de todo organismo es la energía que permite llevar a cabo las reacciones químicas propias del metabolismo. Las plantas son autótrofas y la obtienen del sol, pero los organismos heterótrofos (los animales), deben conseguirla de forma ya elaborada. El metabolismo permite usar de modo continuo, la energía disponible en pequeñas unidades

Todas estas reacciones ocurren en la célula que componen los organismos. Uno de los procesos del metabolismo es el anabolismo. En donde partiendo de moléculas sencillas genera macromoléculas complejas que ayudan en la realización de las funciones vitales.

Significado de anabolismo en biología

El término tiene origen griego. Está formado por la palabra ἀναβολή (anabolḗ). Constituido por el prefijo “ana” (que significa contra o hacia arriba), bole (acción de lanzar), y el sufijo “ico” (sistema o relativo a). Se define como la etapa del metabolismo, donde se lleva a cabo reacciones bioquímicas de síntesis, a fin de transformar materiales sencillos en otras más complejas. Los compuestos se oxidan para originar moléculas orgánicas.

En efecto, es la formación de otros tejidos mediante el consumo de energía. El producto del anabolismo da origen a elementos indispensables para el organismo. Ocurre en el interior de las células donde participan las enzimas y complementa el catabolismo, el cual es el proceso inverso al anabolismo. Se conoce en biología como metabolismo constructivo o biosíntesis.

Anabolismo biológico explicado

Al igual que todo hecho biológico, el anabolismo ocurre en etapas. Las tres etapas son:

• Producción de monosacáridos o azúcares simples y aminoácidos. Componentes fundamentales en las proteínas, entre otros.
• Al activar los precursores se utiliza para energía el ATP (Adenosín trifosfato).
• Finalmente, se originan las moléculas de gran tamaño, tales como proteínas, lípidos, ácidos nucleicos (ADN y ARN).

La energía que necesitan las células se obtiene de la luz solar, de compuestos orgánicos y de otros inorgánicos. El proceso de anabolismo de acuerdo a las moléculas que se sintetizan da origen a la duplicación de ADN, síntesis de ARN, de lípidos, proteínas, glúcidos o azúcares.

¿Cuáles son las características distintivas del anabolismo?

Las principales características del anabolismo son:

• Se generan reacciones endergónicas, es decir, que requiere o absorbe energía. También de síntesis o construcción y de reducción.
• La energía producida es consumida por el organismo.
• Produce moléculas complejas de otras más simples.
• En las células animales se lleva a cabo en el retículo endoplasmático liso y rugoso y en el complejo de Golgi.
• Para las plantas se realiza en los cloroplastos.
• Entre las hormonas involucradas tenemos la insulina (secretada por el páncreas), el estrógeno (procedente de los ovarios). Así también, la del crecimiento (producida por la glándula pituitaria) y la testosterona (generada en los testículos).
• Emplea monómeros para obtener polímeros.
• No solo se ocasiona durante el ejercicio, sino también en el descanso. En donde el cuerpo se está recuperando.

¿Qué funciones cumple el anabolismo?

Las funciones que cumple el anabolismo son:

• Formación de tejidos y células, es decir, promueve el crecimiento de todos los seres vivos.
• Incremento en la masa muscular. 
• Mediante el enlace químico en los compuestos orgánicos se acumula energía, necesaria para las funciones vitales del cuerpo. Tal como el glucógeno, triglicéridos y almidón).

¿Qué importancia tiene el anabolismo?

Los dos procesos metabólicos son el anabolismo y catabolismo; y son de gran alcance para los entes animales y vegetales. En este caso, es de suma importancia en el deporte. Debido a que las reacciones que allí se llevan a cabo permiten el fortalecimiento de los músculos y huesos. A través de este se explica el aumento o disminución de la masa corporal en deportistas como en el abdomen, que practican el fisicoculturismo y atletismo.

Por lo cual, toda persona debe consumir los nutrientes indispensables para que produzca la energía suficiente. Por otra parte, los músculos la disminuyen así el sistema nervioso trabaja en primer lugar. Sin embargo, el proceso anabólico es indispensable en las plantas, ya que son organismos que fabrican su correspondiente alimento, por lo tanto, son el primer eslabón de la cadena alimentaria.

¿Qué tipos de anabolismo existen?

De acuerdo, a las características propias del anabolismo, se distinguen dos tipos: autótrofo y heterótrofo.

• El primero se realiza en las células que constituyen los seres capaces de fabricar su propio alimento o nutrientes. Emplean moléculas simples como el dióxido de carbono (CO2), el agua (H₂O) y el amoniaco (NH3). Ocurre en dos modalidades: la fotosíntesis y la quimiosíntesis.
• El segundo sucede en cualquier tipo de célula incluyendo las autótrofas. Usa lo obtenido en el catabolismo como lo es la energía en forma de ATP y las coenzimas reducidas. Se diferencia del anterior, en que las moléculas precursoras son simples de origen orgánico, es decir, producto de la descomposición de los alimentos y de la digestión.

Anabolismo heterótrofo

Se define como un proceso endergónico, donde se consume energía química producida por el ATP y coenzimas reducidas. Ocurre en el hialoplasma o citosol de la célula, el cual es la parte líquida y finaliza en el aparato de Golgi o retículo endoplasmático. Algunas reacciones anabólicas realizan el recorrido inverso a la ruta catabólica. Así, aprovechan los cambios reversibles. Entre las principales rutas anabólicas heterotróficas tenemos:

• La gluconeogénesis: es el proceso mediante el cual el cuerpo produce glucosa partiendo de aminoácidos, ácidos grasos y lactato, compuestos que no presentan en su constitución azúcares. A nivel celular se produce en la mitocondria y en el citoplasma y en los órganos tales como el hígado y en algunos casos en el cerebro y riñones. Mediante la obtención de glucosa con esta ruta permite equilibrar los niveles en sangre debido al consumo limitado de alimentos, que se pueda generar en el ayuno o ejercitación física.
• Gluconeogénesis: permite la síntesis del glucógeno, el cual almacena glucosa en el organismo. Se encuentra en el hígado y músculos donde se transforma en glucosa para proporcionar energía al cuerpo. Esto ocurre cuando hay exceso de azúcar. Por ejemplo, luego de comer gran cantidad de carbohidratos.
• Anabolismo de lípidos: Es la desintegración de las grasas, quienes son solubles en solventes orgánicos e insolubles en agua. Estas moléculas son los ácidos grasos, fosfolípidos y esteroides. Se utilizan para fuente de energía y en principales compuestos de las hormonas.
• El anabolismo de la proteína: el cual es indispensable en la estructura celular y en los tejidos del organismo. Estas son sintetizadas partiendo de los aminoácidos. Se emplean como anticuerpos, enzimas, hormonas y otros componentes de las células.
• El anabolismo de ácidos nucleicos: los cuales incluyen el ADN (Ácido desoxirribonucleico) y el ARN (Ácido ribonucleico). Estas son macromoléculas de las células que conservan material genético importante para la síntesis de proteínas. Permiten la codificación, transmisión y expresión de la información que proporcionan los genes.

Anabolismo autótrofo

Es el proceso mediante el cual se originan sustancias orgánicas partiendo de compuestos inorgánicos. Pueden ser aeróbicas, es decir, que requieren oxígeno y otra anaeróbica donde no es indispensable el oxígeno. Lo realizan las plantas, organismos unicelulares y entes de tipo bacteriano autótrofo. Se lleva a cabo a través de:

• Fotosíntesis

Es el proceso en donde los seres autótrofos fabrican su propio alimento aprovechando la luz solar. Son reacciones químicas denominadas Redox. Donde se transfieren electrones de un compuesto oxidante a otra molécula conocida como reductor. Ocurre en las hojas, en los cloroplastos, organela presente en las plantas y algunas algas.  Aunque existen otras algas y bacterias que no tienen esta estructura, pero sí pigmentos fotosintéticos en sus membranas plasmáticas.

En la fotosíntesis se distinguen dos fases; una luminosa en la que gracias a la luz del sol la célula fabrica ATP y NADPH (Nicotiamida-Adenina Dinucleótido fosfato) la cual permite la fijación del carbono en el ciclo de Calvin.  Interviene en todos los procesos en los que se requiere energía. Al ATP se le considera la moneda energética. Además, en ella la planta desprende oxígeno liberado a la atmósfera y que procede del rompimiento de la molécula de agua. Se lleva a cabo en la estructura tilacoidal de los cloroplastos.

En resumen, la fase luminosa de la fotosíntesis se realiza en cuatro etapas:

• Absorción de la luz solar.
• El agua se oxida.
• Se reduce el NADP+.
• La producción de ATP.

Otra fase es la oscura (independiente de la luz) o también llamada Ciclo de Calvin, en honor al científico que la estudió. Donde la energía producida en la fase anterior representada por el ATP y el NADPH se utiliza para sintetizar la glucosa partiendo del dióxido de carbono que el vegetal absorbe de la atmósfera. No es necesaria la luz. Ocurre en el estroma de los cloroplastos. Luego de varias vueltas esta fase produce una glucosa compuesta por seis carbonos.

En cuanto, al proceso de captación de energía lumínica con los pigmentos que se encuentran en la membrana tilacoidal, se unen a proteínas que componen los complejos antena y se encargan de captar la luz y transportarla a la clorofila en los fotosistemas o centros de reacción. Hay dos tipos el PS1 o fotosistema I y el PS II o fotosistema II.

• La quimiosíntesis

Al igual que la fotosíntesis, genera dos fases. En la primera se absorbe energía de ATP y partiendo de coenzimas reducidas de la oxidación provenientes de moléculas inorgánicas tales como, nitritos, sulfuros, amoniaco y otros. La segunda, el resultado de la fase anterior permite simplificar el material inorgánico para convertirlo en compuesto orgánico. Después se origina la fijación de carbono. A través del Ciclo de Calvin y así obtener como resultado Glucosa.

Es similar a la fase oscura de la fotosíntesis. Es propio de las bacterias quimiosintéticas. De acuerdo al compuesto que las bacterias oxidan existen distintos tipos entre los cuales tenemos:

• Quimiosíntesis del nitrógeno donde se oxida el amonio a nitrito o nitrato a través de las bacterias nitrificantes.
• Quimiosíntesis del azufre cuyo resultado son formas reducidas de azufre obteniéndose sulfatos. Son las sulfobacterias las encargadas de esto.
• Las bacterias denominadas ferrobacterias que se encuentran en el agua dulce o salada llevan a cabo la quimiosíntesis del óxido férrico.
• Las autótrofas facultativas fijan el carbono resultado de compuestos orgánicos. Donde estas oxidan el hidrógeno molecular en colaboración con las enzimas hidrogenasas.

La quimiosíntesis juega un papel fundamental para los ecosistemas, ya que mediante esta ruta anabólica se regresa compuestos a los ciclos biogeoquímicos. Necesarios para sobrevivir los organismos vivos.

Ejemplos de anabolismo

Como ya se ha mencionado antes, la fotosíntesis llevada a cabo por las plantas en la producción del alimento y nutrientes mediante el uso de la luz solar donde se origina glucosa y se libera oxígeno. Sin este proceso las plantas no podrían nacer, crecer o reproducirse y la vida en la tierra estaría en peligro.

Otro ejemplo de anabolismo es el crecimiento en los seres humanos al ir aumentando su peso y estatura, en el caso de los animales el incremento en el tamaño. También, la formación de proteínas partiendo de aminoácidos. Regeneración de órganos, células y tejidos. En los seres humanos,la liberación de la insulina, la cual es la hormona que segrega el páncreas, al detectar que existe una elevada cantidad de glucosa, activa las células y así aceleran la ruta anabólica.

En conclusión, todas las reacciones bioquímicas que se generan en los organismos requieren de su adecuado funcionamiento el uso de energía y así poder desintegrar moléculas y formar nuevas. Mediante el metabolismo se realiza este proceso, el cual puede ser con la ruta anabólica o catabólica. En la primera se emplea la energía o ATP para sintetizar moléculas y producir nuevas con estructuras y características más especializadas.