Catabolismo: cos’è, significato, differenza con anabolismo

Il catabolismo è una delle due fasi che compongono il metabolismo dei nutrienti, insieme all’anabolismo. Si intende il meccanismo fisiologico con cui il corpo umano scinde le molecole per ottenere energia.

Sostanze complesse, come proteine, carboidrati e grassi, sono scomposte in molecole più semplici, come amminoacidi, glucosio e acidi grassi. Questo processo di demolizione libera energia, che viene immagazzinata sotto forma di ATP (adenosina trifosfato), che è la “moneta energetica” delle cellule dell’organismo.

In carenza di nutrienti, dovuta ad uno stato di malnutrizione o in caso di eccessivo esercizio fisico, il processo catabolico o catabolismo muscolare potrebbe essere indirizzato verso proteine ematiche (anticorpi e enzimi) e strutture del corpo stesso, come i muscoli scheletrici.

Una dieta sana ed equilibrata (come la dieta Melarossa) e il rispetto dei giorni di riposo fisico tra un allenamento e l’altro, rappresentano alcune delle misure fondamentali da attuare per evitare che l’organismo consumi eccessivamente la massa muscolare, di fatto ottenendo l’effetto opposto desiderato da tanti sportivi.

Che cosa vuol dire catabolismo: significato

E’ la parte del processo metabolico che scompone molecole complesse e grandi in sostanze più piccole, producendo energia. È il meccanismo “distruttivo” che provoca il rilascio di energia da cui ogni cellula vivente dipende per la sua esistenza.

Avviene attraverso 3 fasi, tra cui:

• Digestione: le molecole complesse vengono scomposte in molecole più piccole attraverso l’azione di enzimi digestivi e acido cloridrico.
• Assorbimento: le molecole più piccole vengono assorbite attraverso i villi intestinali e arrivano al sangue e alle cellule del corpo umano.
• Respirazione cellulare: le molecole più piccole vengono ulteriormente scomposte e l’energia liberata viene usata per sintetizzare molecole di ATP.

Insieme all’anabolismo, rientra nella definizione complessiva di “metabolismo”.

Qual è la differenza tra anabolismo e catabolismo?

Il metabolismo si divide in due processi principali:

• Catabolismo: è la fase in cui il corpo scompone le sostanze per ricavare energia.
• Anabolismo: è il processo opposto, in cui l’energia viene usata per costruire nuove molecole, come le proteine.

Ogni cellula svolge una serie di reazioni chiamate vie metaboliche, dove le sostanze vengono trasformate passo dopo passo.

Queste trasformazioni avvengono grazie agli enzimi, proteine che accelerano le reazioni chimiche. Gli enzimi lavorano su specifiche molecole, dette substrati, e le modificano per ottenere un prodotto finale.

Un esempio di anabolismo? La sintesi delle proteine: il corpo unisce gli amminoacidi per costruire nuove proteine essenziali per la crescita e il mantenimento dei tessuti.

Quali sono i processi catabolici?

Gli esempi di catabolismo per produrre energia sono la glicolisi, il ciclo di Krebs, l’ossidazione dei grassi e la degradazione degli aminoacidi.

Ecco nel dettaglio cosa accade ai nutrienti.

Carboidrati e lipidi

La maggior parte degli organismi utilizza lo zucchero (glucosio) come fonte di energia.

Il glucosio è presente negli alimenti anche sottoforma di disaccaridi (come, ad esempio, il saccarosio, formato da glucosio e fruttosio) e polisaccaridi (come, ad esempio, l’amido, formato da catene ripetute di glucosio). Per assorbire questi nutrienti è necessario rompere dei legami e ottenere substrati di base da assorbire (catabolismo), ma quando questi sono in eccesso vengono immagazzinati dal nostro organismo in molecole più grandi (anabolismo).

Come avviene il catabolismo del glucosio? Dopo le reazioni cataboliche, una volta ottenute molecole semplici da assorbire, come il glucosio, si passa a una serie di reazioni che iniziano con la “glicolisi” (appartenente alla via catabolica).

Questo processo scompone ulteriormente il glucosio, rilasciando energia che viene immagazzinata nell’ATP (adenosina trifosfato). Dal glucosio vengono prodotte le molecole di piruvato.

La maggior parte delle molecole di ATP viene prodotta, però, dalle successive fasi del ciclo di Krebs e fosforilazione ossidativa. Tutto il processo genera un guadagno netto di 30-32 molecole di ATP per ogni molecola di glucosio.

Grassi

Analogamente ai carboidrati, i lipidi possono essere scomposti in singoli acidi grassi. Questi acidi grassi vengono poi convertiti, attraverso la beta-ossidazione, in acetato.

Ancora una volta, l’acetato può essere utilizzato dall’anabolismo per produrre molecole più grandi o come parte del ciclo dell’acido citrico che guida la respirazione e la produzione di ATP. Ad esempio, gli animali usano i grassi per immagazzinare grandi quantità di energia per un uso futuro, in caso di mancanza di cibo.

A differenza dei carboidrati, i lipidi producono molte più molecole di ATP, a seconda della lunghezza degli acidi grassi catabolizzati. La maggior parte delle vie cataboliche sono convergenti in quanto terminano nella stessa molecola.

Ciò consente agli organismi di consumare e immagazzinare energia in una varietà di forme diverse, pur essendo in grado di produrre tutte le molecole di cui hanno bisogno nelle vie anaboliche.

Catabolismo proteico muscolare

Tutte le proteine del mondo conosciuto sono formate sempre dagli stessi 20 amminoacidi. Ciò significa che le proteine che compongono le piante, gli animali e i batteri sono solo diverse combinazioni delle stesse famose 20 molecole.

Quando un organismo maggiore consuma uno minore, tutte le sue proteine devono essere digerite nel catabolismo. Alcuni enzimi, noti come proteinasi, rompono i legami tra gli aminoacidi in ciascuna proteina, fino a quando gli acidi non sono completamente separati.

Una volta separati, gli amminoacidi possono essere distribuiti alle cellule del corpo. Secondo il DNA dell’organismo, gli amminoacidi dovranno essere ricombinati in nuove proteine.

Se non è presente alcuna fonte di glucosio o ci sono troppi aminoacidi, ad esempio in caso di malnutrizione o eccessivo lavoro muscolare, le molecole entreranno in ulteriori percorsi catabolici per essere scomposte in scheletri di carbonio.

Queste piccole molecole possono essere combinate nella gluconeogenesi per creare nuovo zucchero, che le cellule possono utilizzare come energia o immagazzinare in grandi molecole. In caso di denutrizione grave, dopo aver consumato tutte le riserve di grasso, l’organismo inizia a considerare la degradazione del tessuto muscolare.

Le proteine cellulari possono passare attraverso il catabolismo per consentire a un organismo di sopravvivere sui propri tessuti fino a quando non si troverà ulteriore disponibilità di cibo.

In questo modo molti esseri viventi possono sopravvivere consumando solo piccole quantità di acqua per tempi estremamente lunghi.

Catabolismo muscolare e sport

Il catabolismo muscolare è un processo fisiologico che si verifica quando il bilancio energetico è in negativo, cioè l’energia assunta attraverso il cibo è inferiore a quella consumata dall’organismo per svolgere le sue funzioni: metabolismo basale, l’attività fisica, la digestione e l’allenamento sportivo.

A causa di tale squilibrio, il corpo, per ottenere l’energia che gli occorre, inizia a scomporre i tessuti muscolari, attraverso un processo chiamato catabolismo proteico.
Quando si perde peso o si digiuna, si innescano processi catabolici che “consumano” determinati tessuti e consentono all’organismo di sopravvivere.

Una dieta ipocalorica corretta ed equilibrata per perdere peso mira a ridurre la massa grassa, conservando il più possibile la massa magra, ossia i muscoli.

Per evitare il catabolismo muscolare, quindi, è essenziale seguire una dieta sana e ricca di proteine, bilanciare l’allenamento con il giusto apporto calorico e prestare attenzione a sintomi come la perdita di forza, la riduzione della massa muscolare e l’affaticamento.

Ormoni nel catabolismo e nell’anabolismo

Le fasi del metabolismo avvengono simultaneamente e gli ormoni svolgono un ruolo importante in questi processi. Ma di quali ormoni parliamo?

Controllano l’equilibrio tra il catabolismo (demolizione di molecole) e l’anabolismo (costruzione di molecole). Per questo si parla di:

Ormoni catabolici

• Glucagone: molecola prodotta dal pancreas per promuovere la gluconeogenesi (sintesi di glucosio dal glicerolo e dagli amminoacidi) e la glicogenolisi (degradazione del glicogeno). In questo modo si fa aumentare la glicemia ematica, ad esempio.
• Cortisolo: aumenta la glicemia attraverso la gluconeogenesi e la proteolisi (degradazione delle proteine).
• Adrenalina: innalza la glicemia e stimola la lipolisi (degradazione dei grassi) per fornire energia in situazioni di stress.
• Tiroxina: ormone prodotto dalla tiroide, che aumenta il metabolismo basale e la lipolisi.

Ormoni anabolici

• Insulina: favorisce l’ingresso del glucosio nelle cellule e la sintesi di glicogeno e proteine.
• Ormone della crescita (GH): stimola la sintesi proteica e la crescita cellulare.
• Testosterone: aumenta la massa muscolare e la forza.
• Estrogeni: promuovono la crescita e lo sviluppo delle ossa e dei tessuti riproduttivi femminili.

Qualsiasi disfunzione dei propri ormoni, come le condizioni della tiroide, può influenzare questi processi e il metabolismo generale dell’organismo.

Ad esempio, un piccolo studio sui bodybuilder ha esaminato il loro equilibrio ormonale anabolico-catabolico mentre si preparavano per una competizione. Alcuni atleti hanno continuato ad allenarsi e mangiare come al solito, mentre altri hanno avuto limitazioni energetiche per ridurre il grasso corporeo.

Il gruppo con limitazioni energetiche ha visto riduzioni significative del grasso corporeo e della massa muscolare rispetto al gruppo di controllo.

I loro livelli di insulina e ormone della crescita sono diminuiti per tutta la durata dello studio e anche i livelli di testosterone sono diminuiti tra le 11 e le 5 settimane prima della competizione.

In altre parole, le “vie anaboliche” degli uomini erano compromesse, anche in coloro che assumevano una dieta ad alto contenuto proteico.

I ricercatori hanno concluso che i bodybuilder potrebbero aver bisogno di impiegare altre strategie nutrizionali per prevenire un effetto di rottura catabolica prima di una competizione.

Processo catabolico: sintomi

Sebbene in molti casi non abbiamo alcuna influenza sui cambiamenti catabolici che avvengono nel nostro corpo, siamo in grado, in una certa misura, di ridurre i sintomi negativi del catabolismo.

L’introduzione di uno stile di vita sano è di fondamentale importanza, compreso il consumo di grandi quantità di preziose proteine, grassi e carboidrati, evitando cibi trasformati, riducendo gli stimolanti, dormendo a sufficienza o evitando lo stress.

Anche l’idratazione e il consumo di micronutrienti (vitamine e sali minerali) aiutano il benessere complessivo delle reazioni metaboliche, soprattutto per quanto riguarda cofattori e coenzimi che partecipano alle diverse reazioni cataboliche e anaboliche.

Come il cibo influenza il catabolismo?

E’ un processo che agisce indipendentemente da ciò che si dà al proprio corpo. Il meccanismo è programmato per rompere il cibo, indipendentemente dal fatto che sia spazzatura o nutriente.

Qualunque cosa non venga usata per produrre energia al momento, viene immagazzinata.

Ma l’anabolismo è completamente diverso, e funziona correttamente solo quando il corpo riceve abbastanza nutrienti attraverso cibi come verdure, frutta e carni magre; il nostro corpo ha bisogno di elementi costitutivi (come “mattoni”) di alta qualità per guarire, riparare e crescere.

Cosa è meglio per la perdita di peso: allenamenti anabolici o catabolici?

Diversi tipi di esercizio sono considerati anabolici o catabolici, a seconda che utilizzino energia per costruire o abbattere qualcosa. Gli esercizi anabolici includono quelli con pesi come sollevamenti, flessioni e squat.

Fare questi esercizi richiede pochissimo consumo di ossigeno ed energia durante l’attività (anche se potrebbe sembrare che ne stiamo usando molta). Tuttavia, questo tipo di allenamento provoca piccoli strappi nelle fibre muscolari e il corpo deve spendere più energia, in seguito, per riparare e rafforzare il tessuto.

Gli esercizi catabolici includono attività aerobiche come corsa, nuoto e ciclismo. Richiedono più ossigeno e consumo di energia – bruciando glucosio e grassi – durante l’attività stessa.

Ci sono state molte ricerche sul miglior tipo di esercizio per la perdita di peso. Gli allenamenti cardiovascolari (catabolici) sono ottimi per bruciare rapidamente molte calorie.

Ma gli esercizi sotto carico (anabolici) producono un effetto post-combustione utilizzando più energia per un periodo più lungo al fine di riparare i muscoli. Insomma, quello che gli esperti hanno scoperto è che praticare una combinazione di allenamenti anabolici e catabolici risulta essere la strategia più efficace per la perdita di peso.

Essi alimentano le attività quotidiane, dal jogging alla guarigione di una piccola ferita. Il modo migliore per sostenere questi processi, e aumentare il metabolismo, è adottare abitudini sane, mangiando cibi il meno elaborati possibile e mantenendo una regolare attività fisica.

In questo modo prepareremo il nostro organismo ad affrontare nella forma migliore qualsiasi cosa la vita ci presenti, sia esso un problema fisico che personale.

Rimedi e prevenzione per il catabolismo

Per ridurre gli effetti negativi del catabolismo muscolare, è fondamentale seguire alcune strategie:

• Alimentazione proteica: avere una dieta ricca di proteine aiuta a limitare la degradazione muscolare, soprattutto dopo l’allenamento. Carni bianche e legumi sono ottimi alleati per chi pratica sport.
• Pasti regolari: il metabolismo lavora continuamente, quindi è importante fornire al corpo nutrienti durante la giornata. I carboidrati, assunti prima o dopo l’allenamento, prevengono stati di chetosi prolungata.
• Recupero muscolare: il riposo è essenziale per evitare il sovrallenamento e favorire la rigenerazione. Tecniche come il massaggio con foam roller, l’aromaterapia (olio di lavanda) e l’uso di erbe aromatiche e spezie naturali (rosmarino, pepe di Caienna) aiutano il recupero.
• Integratori: BCAA (amminoacidi a catena ramificata), creatina e proteine in polvere possono supportare la costruzione muscolare, ma devono essere usati con cautela, soprattutto in presenza di problemi di salute. È essenziale mantenere una buona idratazione e rispettare le dosi consigliate. L’esempio migliore è un integratore che contenga non solo BCAA, ma anche, ad esempio Fenilalanina, Arginina o Triptofano.

L’assunzione di integratori proteici non è consigliata nei soggetti con malattie già presenti (come disturbi renali) e va supportata da un’adeguata idratazione.

È importante non superare la dose massima giornaliera di assunzione e qualsiasi effetto collaterale deve essere segnalato al proprio medico di famiglia.

FAQ (domande comuni)

1 – Qual è la differenza tra anabolismo e catabolismo?
L’anabolismo è il processo di costruzione di nuove molecole e tessuti, mentre il catabolismo è il processo di degradazione delle molecole per produrre energia.

2 – Cosa produce il catabolismo?
Il catabolismo produce energia sotto forma di ATP, oltre a molecole più semplici come acqua, anidride carbonica e scarti metabolici.

3 – Che cosa si intende per catabolismo?
È il processo metabolico che scompone le sostanze complesse in molecole più semplici, liberando energia necessaria alle funzioni vitali.

4 – Quando si va in catabolismo?
Il catabolismo si attiva in caso di digiuno prolungato, intenso esercizio fisico senza adeguato apporto nutrizionale o stress elevato.

5 – Come capire se si è in catabolismo?
Segnali di catabolismo includono perdita di massa muscolare, affaticamento, debolezza e recupero lento dopo l’attività fisica.

Conclusioni

Il catabolismo è una parte del metabolismo che riguarda la scomposizione delle molecole complesse in molecole più semplici, liberando energia.

Questo processo è essenziale per fornire energia alle cellule del corpo. Durante il catabolismo, carboidrati, grassi e proteine sono, infatti, scomposti in glucosio, acidi grassi e amminoacidi, che vengono poi utilizzati per produrre ATP, la principale fonte di energia per le cellule.

Esempi di processi catabolici includono la glicolisi e la beta-ossidazione. Un efficiente catabolismo è essenziale per mantenere l’energia necessaria alle funzioni vitali e all’attività fisica.

Vuoi saperne di più? Iscriviti alla newsletter di Melarossa per approfondimenti e consigli!

Fonti

1. Spinelli JB, Haigis MC. The multifaceted contributions of mitochondria to cellular metabolism. Nat Cell Biol. 2018 Jul;20(7):745-754. doi: 10.1038/s41556-018-0124-1. Epub 2018 Jun 27. PMID: 29950572; PMCID: PMC6541229.
2. Huang X, He J, Yan X, Hong Q, Chen K, He Q, Zhang L, Liu X, Chuang S, Li S, Jiang J. Microbial catabolism of chemical herbicides: Microbial resources, metabolic pathways and catabolic genes. Pestic Biochem Physiol. 2017 Nov; 143:272-297. doi: 10.1016/j.pestbp.2016.11.010. Epub 2016 Nov 24. PMID: 29183604.
3. Knuth CM, Auger C, Jeschke MG. Burn-induced hypermetabolism and skeletal muscle dysfunction. Am J Physiol Cell Physiol. 2021 Jul 1;321(1):C58-C71. doi: 10.1152/ajpcell.00106.2021. Epub 2021 Apr 28. PMID: 33909503; PMCID: PMC8321793.
4. Earnest CP, Snell PG, Rodriguez R, Almada AL, Mitchell TL. The effect of creatine monohydrate ingestion on anaerobic power indices, muscular strength and body composition. Acta Physiol Scand. 1995 Feb;153(2):207-9. doi: 10.1111/j.1748-1716. 1995.tb09854.x. PMID: 7778463.