Metabolism

În Metabolism este conversia substanțelor biochimice de către sistemul enzimatic al organismelor. Se formează produse intermediare, care sunt cunoscute și sub numele de metaboliți. Întregul metabolism se bazează pe metabolismul constant al substanțelor chimice.

Ce este Metabolismul?

Termenul de metabolizare este utilizat în biologie și medicină și descrie conversia sau descompunerea unei substanțe chimice în cursul metabolismului. În limba greacă, termenul de metabolism este, de asemenea, denumit metabolism. Metabolismul este necesar pentru menținerea funcțiilor vitale ale organismului.

Există așa-numitul metabolism catabolic și anabolic. În contextul metabolismului catabolic, de exemplu, bio-substanțele cu un grad ridicat de polimer și energie sunt descompuse din alimente odată cu eliberarea de energie. Demontarea are loc în trei etape. În acest fel, blocurile individuale de construcție sunt inițial create din polizaharide (zaharuri multiple), grăsimi și proteine. În cazul polizaharidelor, acestea sunt hexoze (glucoză, fructoză) și pentoze. Grăsimile sunt defalcate în acizi grași și glicerină, iar proteinele sunt la rândul lor sursa de aminoacizi individuali. Toți acești monomeri sunt metaboliți ai metabolismului, deoarece pot fi defalcați în continuare sau pot contribui la acumularea substanțelor biologice proprii ale organismului.

Metabolismul anabolic asigură că compușii complecși ai organismului sunt construiți din materii prime mai simple. Metaboliții metabolismului catabolic sunt numiți cataboliți, iar cei ai metabolismului anabolic sunt numiți anaboliți. Interfața dintre metabolismul anabolic și catabolic este așa-numitul metabolism intermediar.Mulți metaboliți sunt atât materialul de pornire al proceselor anabolice cât și catabolice.

Substanțele străine sunt de asemenea metabolizate în organism și transformate într-o formă solubilă în apă care poate fi excretată. Aceste substanțe străine includ medicamente, dar și otrăvuri.

Funcție și sarcină

Metabolismul are o importanță deosebită pentru organism. Organismul este furnizat cu energie prin conversia constantă a substanțelor (în timpul descompunerii biomoleculelor cu înaltă energie moleculară). Energia chimică a compușilor de pornire este eliberată și transformată în energie termică și cinetică pentru a menține funcțiile fizice. Aceasta creează dioxid de carbon și apă la capătul cel mai jos al proceselor catabolice. Această defalcare are loc prin intermediul mai multor substanțe intermediare, care, ca așa numiți metaboliți, pot fi reintegrate și în procesele anabolice ale corpului. Energia eliberată este stocată temporar într-o legătură fosfat în timpul proceselor de descompunere (vezi ATP, GTP sau altele).

Prin ruperea legăturii fosfat, se eliberează energie, care poate fi transformată în energie chimică a unei macromolecule într-un proces anabolic. Căile metabolice catabolice și anabolice sunt, prin urmare, strâns legate.

Mai mult, în fiecare etapă a unei căi metabolice catabolice sau anabolice, se formează metaboliți care sunt defalcați sau folosiți pentru a construi compuși mai complexi. Nu este decisiv din ce cale metabolică provine metabolitul individual. Această interfață între metabolismul catabolic și anabolic se numește metabolism intermediar.

Organismul este întotdeauna într-o stare constantă de substanțe chimice care sunt introduse și eliminate. Organismele animale utilizează energia chimică a substanțelor organice, care sunt defalcate în substanțe anorganice simple. Organismele vegetale absorb energia solară sub formă de lumină și o transformă în energie chimică prin acumularea de substanțe organice din substanțe anorganice.

Pe lângă faptul că sunt metabolizate ca parte a metabolismului normal, substanțele străine absorbite sunt de asemenea metabolizate. Aceste metabolizări au loc întotdeauna în ficat. Acestea sunt în mare parte reacții de detoxifiere. Produsele farmaceutice sunt de asemenea supuse acestor reacții. În general, aceasta este denumită biotransformare. Într-o primă fază au loc reacții de oxidare sau reducere sau hidroliză.

În cazul unei otrăvuri cu acțiune principală sau a unui medicament cu acțiune principală, efectul scade. Cu toate acestea, dacă medicamentul este absorbit ca prodrog, acesta va fi eficient numai după reacțiile de faza 1. La fel se poate întâmpla cu o substanță în primul rând netoxică. Unele otrăvuri se dezvoltă doar în organism printr-un metabolism adecvat. Metaboliții care apar în faza 1 sunt solubili în apă într-o a doua fază prin alte transformări, astfel încât să poată fi excretați prin rinichi.

Boli și afecțiuni

În contextul metabolizării și al metabolizărilor corespunzătoare, pot apărea probleme considerabile de sănătate dacă un metabolit nu poate fi defalcat sau doar slab. Dacă, dimpotrivă, nu există reacții la formarea anumitor metaboliți importanți, se pot aștepta consecințe asupra sănătății. În astfel de situații există foarte des un defect genetic sau o modificare a cromozomilor.

Anumite enzime nu pot fi produse sau pot fi produse numai inadecvat. Același efect este cauzat de o enzimă defectă. Prin urmare, multe boli metabolice prezintă o acumulare de anumiți metaboliți. În alte boli, metaboliții importanți nu sunt chiar formați. În ambele cazuri, lanțul de reacții complexe este întrerupt și unele reacții vitale nu mai au loc.

În așa-numitele boli de stocare, anumite substanțe sau metaboliți se acumulează din ce în ce mai mult în celule sau în afara celulelor. Acest lucru duce adesea la leziuni semnificative ale organelor. În cazul otrăvurilor și a produselor farmaceutice, metabolismul ar trebui să conducă în general la degradarea substanțelor și să le slăbească efectul. Cu toate acestea, există și cazuri în care procesele metabolice transformă materiile prime relativ inofensive în metaboliți activi, care își dezvoltă efectul toxic doar în acest stadiu. Procesele de metabolism pentru substanțe străine sunt nespecifice și, prin urmare, urmează întotdeauna doar o schemă. Prin urmare, uneori se poate întâmpla ca procesul de metabolizare al acestor substanțe să fie problema reală.