Metabolizmas yra biocheminių medžiagų pavertimas organizmų fermentų sistema. Susidaro tarpiniai produktai, dar vadinami metabolitais. Visas metabolizmas pagrįstas nuolatiniu cheminių medžiagų metabolizmu.
Kas yra metabolizmas?
Metabolizmo terminas biologijoje ir medicinoje vartojamas apibūdinant cheminės medžiagos konversiją ar skilimą kaip metabolizmo dalį. Metabolizmo terminas naudojamas biologijoje ir medicinoje ir reiškia cheminės medžiagos konversiją ar skilimą kaip metabolizmo dalį. Graikų kalba metabolizmo terminas taip pat vadinamas metabolizmu. Medžiagų apykaita yra būtina gyvybinėms organizmo funkcijoms palaikyti. Yra vadinamasis katabolinis ir anabolinis metabolizmas. Pvz., Vykstant katabolinei apykaitai, išsiskiriant energijai yra skaidomos daug energijos turinčios daug polimerinės biomedžiagos iš maisto. Degradacija vyksta trimis etapais. Pirma, iš jų sudaromi atskiri statybiniai blokai polisacharidai (daugybinis cukrus), riebalai ir baltymai. Jeigu polisacharidai, tai yra heksozės (gliukozė, fruktozė) ir pentozės. Riebalai skirstomi į riebalų rūgštys ir glicerolisir baltymai savo ruožtu yra individo šaltinis amino rūgštys. Visi šie monomerai yra metabolizmo metabolitai, nes jie gali būti skaidomi toliau arba gali prisidėti kuriant paties organizmo biomedžiagas. Anabolinis metabolizmas užtikrina endogeninių kompleksinių junginių kaupimąsi iš paprastesnių pradinių medžiagų. Katabolinės apykaitos metabolitai vadinami katabolitais, o anaboliniai - anabolitais. Sąsaja nuo anabolinio iki katabolinio metabolizmo yra vadinamoji tarpinė apykaita. Daugelis metabolitų yra pradinė anabolinių ir katabolinių procesų medžiaga. Svetimos medžiagos taip pat metabolizuojamos organizme ir virsta a vanduotirpi išsiskirianti forma. Šios pašalinės medžiagos apima: narkotikai, bet ir toksinai.
Funkcija ir užduotis
Medžiagų apykaita organizmui yra labai svarbi. Kūnas aprūpinamas energija nuolat transformuojantis medžiagoms (skaidant daug energijos turinčias didelės molekulinės masės biomolekules). Pradinių junginių cheminė energija išsiskiria ir paverčiama šiluma bei kinetine energija kūno funkcijoms palaikyti. Vykdomas, anglis dioksidas ir vanduo gaminami žemiausiame katabolinių procesų gale. Šis skilimas vyksta per kelias tarpines medžiagas, kurios taip pat gali būti įtrauktos į anabolinius kūno procesus kaip vadinamieji metabolitai. Skilimo procesuose išsiskirianti energija laikinai kaupiama a fosfatas obligacija (žr. ATP, GTP ar kt.). Sulaužydamas fosfatas ryšys, išsiskiria energija, kurią anabolinio proceso metu galima vėl paversti chemine makromolekulės energija. Todėl kataboliniai ir anaboliniai metaboliniai keliai yra glaudžiai susiję. Be to, kiekviename katabolinio ar anabolinio metabolizmo kelio etape susidaro metabolitai, kurie arba suskaidomi, arba naudojami sudėtingesniems junginiams sukurti. Metabolizmo kelias, iš kurio atsiranda atskiras metabolitas, nėra svarbus. Ši katabolinės ir anabolinės apykaitos sąsaja vadinama tarpine apykaita. Organizmas visada yra pusiausvyroje tarp cheminių medžiagų, tiekiamų pašalintoms cheminėms medžiagoms. Šiame procese gyvūnų organizmai naudoja organinių medžiagų cheminę energiją, skaidydami jas į paprastas neorganines medžiagas. Augalų organizmai absorbuoja saulės energiją šviesos pavidalu ir paverčia ją chemine energija, sukurdami organines medžiagas iš neorganinių medžiagų. Be metabolizmo, kuris yra normalios apykaitos dalis, taip pat metabolizuojamos suvartotos pašalinės medžiagos. Šie metabolizmai visada vyksta kepenys. Tai dažniausiai detoksikacijos reakcijos. Šioms reakcijoms taip pat būdingi vaistai. Apskritai tai vadinama biotransformacija. Pirmoje fazėje vyksta oksidacijos ar redukcijos reakcijos arba hidrolizė. Pirmiausia veikiančio toksino ar veikiančio vaisto atveju poveikis proceso metu mažėja. Tačiau, jei vaistas vartojamas kaip provaistas, veiksmingumas pasireiškia tik po 1 fazės reakcijų. Tas pats gali atsitikti ir su netoksiškomis medžiagomis. Kai kurie toksinai pirmiausia organizme išsivysto vykstant atitinkamoms metabolizacijoms. Gaminami 1 fazėje susidarę metabolitai vanduo- tirpsta antroje fazėje tolesnėmis transformacijomis, kad jas galėtų išskirti inkstai.
Ligos ir sutrikimai
Metabolizmo ir atitinkamų metabolizmų kontekste reikšmingas sveikatai problemų gali kilti, jei metabolito arba negalima skaidyti, arba jis yra blogai skaidomas. Priešingai, jei reakcijos susidaryti tam tikriems svarbiems metabolitams nepavyksta, sveikatai galima tikėtis ir pasekmių. Labai dažnai tokiose situacijose yra genetinis defektas arba chromosomų pakitimai. Tam tikras fermentai (enzimai) negali būti gaminami arba gali būti gaminami tik neadekvačiai. Tą patį poveikį sukelia ir sugedęs fermentas. Taigi daugelis medžiagų apykaitos ligų rodo tam tikrų metabolitų kaupimąsi. Sergant kitomis ligomis, svarbūs metabolitai iš viso nesigamina. Abiem atvejais kompleksinių reakcijų grandinė nutrūksta, o reakcijos, kai kurios iš jų yra gyvybiškai svarbios, nebevyksta. Sergant vadinamosiomis saugojimo ligomis, tam tikros medžiagos ar metabolitai ląstelėse ar net už ląstelių kaupiasi vis daugiau. Tai dažnai sukelia didelius organų pažeidimus. Paprastai nuodai ir vaistai turėtų vykti metabolizmu vadovauti medžiagų skaidymui ir silpninant jų poveikį. Tačiau yra ir atvejų, kai dėl metabolizacijos procesų iš gana nekenksmingų pradinių medžiagų susidaro aktyvūs metabolitai, kurie savo nuodingą poveikį sukuria tik šiame etape. Svetimų medžiagų metabolizmo procesai yra nespecifiniai, todėl visada vyksta pagal vieną modelį. Todėl kartais gali būti, kad šių specifinių medžiagų metabolizmo procesas yra tikroji problema.
