¿Qué es el metabolismo y cómo funciona?

En términos amplios, “el metabolismo es el conjunto de reacciones bioquímicas y fisiológicas que tienen lugar en los organismos vivos y cuya finalidad es el aprovechamiento de la energía para las funciones vitales”. Lo cual quiere decir: todo lo que hace nuestro organismo en términos de energía para mantenerse vivo. Tiene dos grandes vías: la catabólica y la anabólica.

La importancia del catabolismo y el anabolismo

Quizá la mejor forma de comprender la diferencia entre anabolismo y catabolismo es conocer el significado etimológico de ambas palabras. Éstas son derivadas del griego: anabolismo se traduciría como “cambio hacia arriba”, es decir, de menos a más, de moléculas pequeñas a grandes compuestos y catabolismo como “cambio hacia abajo”, o sea, de más a menos, de moléculas complejas a sus formas más simples. Y como objetivo de ambos procesos está el almacenamiento y la utilización de la energía.

Planteado de otra forma: la vía anabólica es el conjunto de reacciones bioquímicas a través de las cuales se forman moléculas complejas a partir de sus componentes más simples empleando energía en el proceso. Por ejemplo, la formación de proteínas a partir de aminoácidos, de glucógeno a partir de glucosa, de triglicéridos a partir de ácidos grasos. En estos procesos se utiliza energía, que es almacenada en los enlaces de esas moléculas, y que puede ser recuperada cuando se emplea la vía catabòlica.

El catabolismo consiste en lo contrario: reacciones bioquímicas que degradan moléculas complejas a sus formas más simples, rompiendo sus enlaces, con lo cual se libera energía para que ésta pueda ser utilizada.

¿Cómo actúan los diferentes órganos en el metabolismo?

Según hemos visto, los alimentos aportan los nutrientes esenciales (carbohidratos, proteínas y lípidos), que son absorbidos en el intestino en sus formas más básicas (glucosa, aminoácidos, ácidos grasos y colesterol), y que son utilizadas para diferentes funciones orgánicas, siendo todos estos procesos parte de lo que conocemos como metabolismo. Pero ¿qué le ocurre con exactitud a esos alimentos que ingerimos, y cómo son aprovechados? Para comprender esto hay que resaltar el papel de dos importantes órganos: el hígado y el páncreas.

Vamos a comenzar por el páncreas. Cuando se menciona este órgano la mayoría de las personas piensa en insulina, y por asociación directa en diabetes. Si bien la producción y secreción de insulina es la principal razón a la que el páncreas debe su fama, no es su única función. El páncreas es un órgano alargado, de forma más o menos cónica, que se encuentra transversalmente en la parte posterior del abdomen, detrás del estómago. Tiene dos funciones: la función exocrina que implica la producción de enzimas (proteínas que cumplen una función bioquímica) que intervienen en la digestión, y la función endocrina consistente en la producción y liberación a la sangre de hormonas que controlan los niveles de glucosa (insulina y glucagon), así como la somatostatina (que influye en la secreción de las dos hormonas anteriores).

La función exocrina del páncreas involucra la liberación al intestino de todas esas sustancias que son las responsables de degradar las moléculas de nutrientes (carbohidratos, proteínas y grasas), a sus formas más simples (monosacáridos como la glucosa, aminoácidos, ácidos grasos, colesterol), para que puedan ser absorbidas durante la digestión. Y en su faceta endocrina libera a la sangre aquellas sustancias que permiten mantener la glucosa en niveles apropiados.

Luego tenemos el hígado, un órgano de forma triangular situado en la parte superior derecha del abdomen que cumple múltiples funciones fundamentales para la vida, tales como la formación de proteínas, procesamiento de toxinas, elaboración de bilis, etc. Además, lo podemos señalar como el principal laboratorio bioquímico del cuerpo. La mayor parte de los nutrientes, vitaminas y minerales, así como de las sustancias químicas (medicamentos, alcohol, etc.), que pasan a la sangre desde el intestino, son llevados al hígado por la vena porta para su procesamiento. 

Funcionamiento del metabolismo en el organismo

El procesamiento de los alimentos en el sistema digestivo

Durante el proceso de digestión, mientras se encuentran en el intestino delgado, las proteínas son degradadas a sus componentes básicos, los aminoácidos, y de esta forma son absorbidos. De allí pasan a la sangre y son transportados al hígado, donde pueden seguir una de dos vías: pueden ser almacenados por un tiempo hasta que sean requeridos, o pueden ser utilizados: bien para formar nuevas proteínas u otros compuestos, bien degradados para proveer energía. Los aminoácidos, sin embargo, no son una fuente prioritaria de energía y su uso para este fin solo ocurre en situaciones de extrema necesidad. Es importante señalar que en el caso de los aminoácidos, su función biológica prioritaria es de materia prima para la formación de nuevas proteínas, que serán utilizadas en la reparación de tejidos, formación de nuevas enzimas, hormonas, y otras estructuras funcionales complejas.

Glucosa y carbohidratos

Cuando la principal fuente de energía (la glucosa) se encuentra en niveles críticos, bien sea porque hay un aporte insuficiente en la dieta, o porque el consumo de energía es excesivo (por ejemplo, ejercicios extenuantes). En estos casos, el organismo da prioridad a la formación de glucosa con la finalidad de proteger al tejido nervioso, y en el proceso echa mano de cualquier molécula disponible, incluso aquellas que, como los aminoácidos, resultarían más útiles en otros destinos. ¿Por qué no usa primero los triglicéridos (tejido graso), y deja en paz a las proteínas: tejido muscular, enzimas, colágeno, etc.? Porque se trata de situaciones interpretadas como emergencia, en las cuales la orden prioritaria es formar glucosa, y la mayor parte de los aminoácidos pueden convertirse en glucosa después de unas pocas reacciones químicas.

Veamos ahora cuál es el destino de los carbohidratos: en su forma más primaria (glucosa, fructosa, galactosa), los hidratos de carbono o carbohidratos son absorbidos en el intestino delgado y pasan a la sangre. El aumento de la glucosa estimula al páncreas para que libere insulina al torrente sanguíneo, la cual permitirá la entrada de esa glucosa en el hígado, el músculo y el tejido adiposo (graso).

El glucagón, también segregado por el páncreas, tendría el efecto contrario, favoreciendo la vía catabòlica y la utilización de los depósitos de glucógeno para liberar glucosa a la sangre. La relación glucosa-insulina no incluye a otros monosacáridos

La glucosa, una vez en los tejidos ésta es sometida a modificaciones para ser almacenada. En el hígado y el músculo las moléculas de glucosa se unen entre sí para formar estructuras más complejas de almacenamiento (glucógeno), las cuales constituyen la forma más directa y sencilla de combustible que puede emplear el organismo en caso de necesitar energía. Sin embargo, la capacidad de almacenaje en forma de glucógeno es muy limitada. Sin entrar en detalles químicos, esa glucosa que sobra aportaría materia prima para la formación de triglicéridos, que sumados a los que ingerimos con la dieta terminará incrementando los depósitos de grasa que tanto nos molestan. Así que cuando le dicen que el exceso de azúcares que ingiere se convierte en grasa, no le están mintiendo.

Grasas

Sabemos que este nutriente es más variable que los anteriores, desde el punto de vista químico. Puede presentarse en forma de ácidos grasos, fosfolípidos y colesterol. Además, por su propiedad de repeler el agua no puede circular libremente por la sangre. De manera que las moléculas de grasa que se absorben de los alimentos sufren una modificación en las propias células intestinales. Allí se combinan en grandes estructuras que tienen en su centro triglicéridos, fosfolípidos y colesterol, y que son rodeadas de proteínas para formar lipoproteínas.

El tejido adiposo y el muscular compiten por los mismos recursos anabolizantes (insulina, glucosa, triglicéridos provenientes de la dieta), lo cual contribuye a que una mayor masa muscular favorezca el mantenimiento del peso aún en condiciones de reposo.

Todo lo anteriormente descrito constituye la vía anabólica del metabolismo, y su finalidad es aprovechar, almacenar y sintetizar a partir de los recursos externos que le proporcionamos en la dieta (alimentos), lo cual representa uno de los platillos de la balanza que constituye el equilibrio energético. El otro platillo corresponde a la vía catabólica, en la que esa energía almacenada es aprovechada.

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