Il catabolismo, cos’è e come funziona

Per catabolismo s’intende l’insieme delle reazioni e dei processi metabolici attraverso i quali l’organismo separa le molecole organiche complesse in molecole più semplici. Un processo che permette la liberazione di energia. Il metabolismo agisce tramite quattro funzioni principali, la prima è il catabolismo, attraverso la quale si ricava energia chimica. Il processo opposto è l’anabolismo. 

Una definizione

Il termine catabolismo (dal greco κάτω Kato , “verso il basso” e βάλλειν ballein , “buttare”) è l’insieme di percorsi metabolici che permette la scissione delle molecole in unità più piccole. L’ossidazione permette rilasciare l’energia, oppure le molecole che vengono utilizzate in altre reazioni anabolizzanti. Il catabolismo rompe grandi molecole (quali polisaccaridi, lipidi , acidi nucleici e proteine) in unità più piccole (come monosaccaridi, acidi grassi, nucleotidi e amminoacidi, rispettivamente).

Le cellule utilizzano monomeri ottenuti dalla rottura di polimeri o costruire nuove molecole di polimero, oi monomeri ulteriormente ridotti a semplici prodotti di scarto, rilasciando energia. Le scorie cellulari includono acido lattico, acido acetico, anidride carbonica, ammoniacae urea. La creazione di questi rifiuti è di solito un processo di ossidazione che coinvolge un rilascio di energia libera chimica, alcuni delle quali è persa come calore, ma il resto viene utilizzata per pilotare la sintesi dell’ATP.

L’adenosina trifosfato (ATP) è un ribonucleotide trifosfato costituito da una base azotata, ossia l’adenina, insieme al ribosio, che è uno zucchero pentoso, e da tre gruppi fosfato.

Questa molecola agisce come un modo per la cellula di trasferire l’energia rilasciata dal catabolismo alle reazioni che richiedono energia e che compongono l’anabolismo . Il Catabolismo è visto come  metabolismo distruttivo e invece l’anabolismo come un metabolismo costruttivo. Il catabolismo fornisce quindi l’energia chimica necessaria per il mantenimento e la crescita delle cellule. Esempi di processi catabolici includono la glicolisi, il ciclo dell’acido citrico, la ripartizione delle proteine muscolari, al fine di utilizzare gli aminoacidi come substrati per la gluconeogenesi, la ripartizione dei grassi nel tessuto adiposo di acidi grassi , e deaminazione ossidativa dei neurotrasmettitori da parte della monoamino ossidasi .

Ci sono molti segnali che controllano il catabolismo. La maggior parte dei segnali noti sono gli ormoni e le molecole coinvolte nel metabolismo stesso. Gli endocrinologi hanno tradizionalmente classificati molti degli ormoni come anabolizzanti o catabolici, a seconda di quale parte stimolano il metabolismo. I cosiddetti ormoni catabolici classici conosciuto sin dagli inizi del 20 ° secolo sono il cortisolo, il glucagone e l’adrenalina (e altre catecolamine). Negli ultimi decenni, molti più ormoni con almeno alcuni effetti catabolici sono stati scoperti, tra cui le citochine, l’orexina (noto anche come ipocretina) e la melatonina .

Molti di questi ormoni catabolici esprimono un effetto anti-catabolico nel tessuto muscolare. Uno studio ha trovato che la somministrazione di epinefrina (adrenalina) ha avuto un effetto anti-proteolitico, e di fatto soppressa il catabolismo piuttosto che promuoverlo.  Un altro studio ha trovato che le catecolamine in generale (le principali sono, epinefrina, norepinefrina e dopamina ), hanno notevolmente diminuito il tasso di catabolismo muscolare.

Il catabolismo, i suoi processi

Il catabolismo racchiude vari processi, ossia:

• l’idrolisi delle macromolecole;
• la glicolisi;
• la β-ossidazione degli acidi grassi;
• il ciclo dell’urea;
• un esempio di catabolismo è la respirazione cellulare. Durante questo processo la molecola altamente energetica del glucosio è divisa in molecole di acqua e anidride carbonica. Si ottiene così 36 o 38 molecole di ATP (la differenza di due molecole di ATP è consequenziale alla tipologia di shuttle utilizzata nella respirazione cellulare: se si tratta di malato saranno 38, se è il glicerolo-3-fosfato saranno 36).

I prodotti finali del processo catabolico sono detti cataboliti, mentre il loro smaltimento è detto escrezione.