Il cibo che ingeriamo non è “pronto per l’uso”, il nostro organismo ha bisogno di elaborarlo in modo da rendere disponibile alle nostre cellule l’energia e i nutrienti in esso contenuti. Questa elaborazione comprende una serie molto complessa di reazioni chimiche e biochimiche, a cui globalmente ci si riferisce con la parola metabolismo, derivante da un termine greco che significa “mutazione”, ad indicare la trasformazione che gli alimenti subiscono durante questi processi.
Metabolismo eterotrofo e metabolismo autotrofo: qual è la differenza?
I processi metabolici non sono una prerogativa della nostra specie: qualsiasi organismo – dagli animali alle piante, agli organismi più semplici come i batteri – ha bisogno di metterli in atto. Una differenza fra il nostro tipo di metabolismo e quello utilizzato dalle piante e da alcune specie di batteri è costituita dall’origine della fonte di nutrimento: il metabolismo eterotrofo, quello che utilizziamo noi umani, si basa sull’assunzione di nutrienti presenti nell’ambiente; le piante, invece, utilizzano il cosiddetto metabolismo autotrofo, ossia sono in grado di produrre da sole i nutrienti necessari alla loro sopravvivenza, utilizzando le radiazioni solari come fonte di energia.
Reazioni cataboliche e reazioni anaboliche
A proposito di utilizzo di energia, ed entrando più nello specifico della questione, il metabolismo cellulare è definito come l’insieme di tutte le reazioni cataboliche e anaboliche che le singole cellule mettono in atto per assicurare la sopravvivenza all’intero organismo. Per catabolismo si intende l’insieme di tutti quei processi dai quali si ottengono, a partire da polimeri complessi, molecole strutturalmente più semplici. Detto in altre parole, le reazioni cataboliche sono quelle in cui la cellula demolisce le macromolecole per ottenere i “mattoncini” che le costituiscono: per esempio, dal catabolismo delle proteine si ottengono gli aminoacidiGli aminoacidi sono le sostanze di base che costituiscono le proteine. Ogni proteina è caratterizzata da una precisa sequenza di “mattoni” di aminoacidi. Alcuni sono prodotti dall’organismo trasformando gli alimenti, altri, che l’organismo non riesce a sintetizzare, devono essere assunti direttamente con il cibo., mentre dal catabolismo dei lipidi si recuperano gli acidi grassi. Le reazioni cataboliche sono esoergoniche, cioè liberano energia. Questa energia “in eccesso” viene convertita in ATPL'adenosina trifosfato (ATP) può essere definito la "moneta energetica" della cellula, lo strumento attraverso cui la cellula realizza processi che necessitano di energia (endoergonici) ed è prodotto da reazioni che liberano energia (esoergonici). (la “moneta” di scambio energetico di tutti gli esseri viventi) e utilizzata dalla cellula per alimentare i processi anabolici, che sono pertanto endoergonici, ossia richiedono energia per poter avvenire. L’anabolismo è l’opposto del catabolismo: attraverso i processi anabolici, la cellula sintetizza molecole complesse a partire da altre più semplici.
Quali sono le differenze fra anabolismo e catabolismo?
Anabolismo e catabolismo, dunque, sono le due facce del metabolismo: se l’anabolismo indica un processo di (ri)costruzione (il prefisso “ana” proviene da una preposizione greca che significa “in su”), il catabolismo invece demolisce (“cata” deriva dal greco “gettar giù, demolire”).
La sostanziale differenza fra anabolismo e catabolismo è che il primo comprende reazioni che richiedono energia, il secondo, al contrario, ha a che fare con processi che la rilasciano. Un esempio di processo anabolico è appunto la produzione di proteine a partire dagli amminoacidi. Sintetizzare una proteina è come fare una collana: bisogna mettere insieme singole perle unendole con un filo. Nel caso della proteina le perle sono gli aminoacidi e il filo che le unisce è costituito dai legami chimici (detti peptidici) che li connettono. La formazione di ognuno di questi legami richiede una certa quantità di energia (processo endoergonico). All’opposto, il processo catabolico di degradazione di una proteina (la rottura della nostra metaforica collana) scinde i legami peptidici tra gli aminoacidi liberando energia (processo esoergonico).
