Метаболізм

В Метаболізм це перетворення біохімічних речовин ферментною системою організмів. Утворюються проміжні продукти, які також відомі як метаболіти. Весь метаболізм заснований на постійному обміні хімічних речовин.

Що таке метаболізм?

Термін метаболізм використовується в біології та медицині і описує перетворення або деградацію хімічної речовини в контексті метаболізму. У грецькій мові термін метаболізм також називають метаболізмом. Обмін речовин необхідний для підтримки життєдіяльності організму.

Існує так званий катаболічний та анаболічний обмін. У контексті катаболічного обміну, наприклад, високоенергетичні, високополімерні біоречовини розщеплюються з їжею з вивільненням енергії. Демонтаж відбувається в три етапи. Таким чином, окремі будівельні блоки спочатку створюються з полісахаридів (декількох цукрів), жирів та білків. Що стосується полісахаридів, це гексози (глюкоза, фруктоза) та пентози. Жири розщеплюються на жирні кислоти та гліцерин, а білки, в свою чергу, є джерелом окремих амінокислот. Усі ці мономери є метаболітами метаболізму, оскільки вони можуть або руйнуватися далі, або сприяти нарощуванню в організмі власних біологічних речовин.

Анаболічний метаболізм забезпечує те, що власні складні сполуки організму будуються з більш простих вихідних речовин. Метаболіти катаболічного обміну називаються катаболітами, а анаболічні метаболіти - анаболітами. Інтерфейс між анаболічним та катаболічним метаболізмом представлений так званим проміжним метаболізмом, що багато метаболітів є вихідними матеріалами для анаболічних та катаболічних процесів.

Сторонні речовини також метаболізуються в організмі і перетворюються у водорозчинні форми, які можуть виводитися з організму. До таких чужорідних речовин належать наркотики, але також отрути.

Функція та завдання

Обмін речовин має велике значення для організму. Організм забезпечується енергією завдяки постійній конверсії речовин (під час розпаду високоенергетичних, високомолекулярних біомолекул). Хімічна енергія вихідних сполук вивільняється і перетворюється в теплову і кінетичну енергію для підтримки фізичних функцій. Це створює вуглекислий газ і воду в нижньому кінці катаболічних процесів. Цей розпад відбувається через декілька проміжних речовин, які також можуть бути реінтегровані в анаболічні процеси в організмі як так звані метаболіти. Енергія, що виділяється, тимчасово зберігається у фосфатному зв’язку під час процесів руйнування (див. АТФ, ГТП та інші).

Розщеплюючи фосфатний зв’язок, виділяється енергія, яка може бути перетворена назад в хімічну енергію макромолекули в анаболічному процесі. Тому катаболічні та анаболічні метаболічні шляхи тісно пов'язані.

Крім того, на кожному етапі катаболічного або анаболічного метаболічного шляху створюються метаболіти, які або руйнуються, або використовуються для створення більш складних сполук. Метаболічний шлях, з якого походить окремий метаболіт, не є визначальним. Цей інтерфейс між катаболічним та анаболічним метаболізмом називається проміжним метаболізмом.

Організм завжди знаходиться в стійкому стані хімічних речовин, які вводяться та виводяться. Організми тварин використовують хімічну енергію органічних речовин, які розбиваються на прості неорганічні речовини. Рослинні організми поглинають сонячну енергію у вигляді світла і перетворюють її в хімічну енергію, будуючи органічні речовини з неорганічних речовин.

Крім метаболізму в процесі нормального обміну речовин, метаболізуються також поглинені сторонні речовини. Ці метаболізації завжди відбуваються в печінці. Це переважно реакції детоксикації. Ці реакції також піддаються фармацевтичним препаратам. В цілому ми говоримо про біотрансформацію. На першій фазі відбуваються реакції окислення або відновлення або гідроліз.

У разі отрути, що діє головним чином, або лікарської речовини, що діє первинно, ефект зменшується. Однак якщо препарат поглинається у вигляді проліки, він стане ефективним лише після реакцій фази 1. Те ж саме може статися з первинно нетоксичною речовиною. Деякі токсини виробляються в організмі лише за допомогою відповідного обміну речовин. Метаболіти, що утворюються у фазі 1, робляться водорозчинними у другій фазі шляхом подальших перетворень, щоб вони могли виводитися через нирки.

Хвороби та недуги

В умовах метаболізму та відповідних метаболізацій можуть виникнути значні проблеми зі здоров’ям, якщо метаболіт не може бути розбитий або лише погано. Якщо, навпаки, немає реакцій на утворення певних важливих метаболітів, також можна очікувати наслідків для здоров'я. У таких ситуаціях дуже часто виникає генетичний дефект або зміна хромосоми.

Певні ферменти не можуть вироблятися або можуть бути вироблені недостатньо. Таку ж дію викликає і дефектний фермент. Тому багато захворювань обміну речовин виявляють скупчення певних метаболітів. При інших захворюваннях важливі метаболіти навіть не утворюються. В обох випадках ланцюг складних реакцій переривається і деякі життєві реакції більше не мають місце.

При так званих захворюваннях зберігання певні речовини або метаболіти накопичуються все більше і більше в клітинах або поза ними. Це часто призводить до значних пошкоджень органів. Що стосується отрут та фармацевтичних препаратів, метаболізм, як правило, повинен призводити до деградації речовин та послаблення їх дії. Однак трапляються також випадки, коли процеси обміну речовин перетворюють відносно нешкідливі вихідні речовини в активні метаболіти, які лише на цій стадії розвивають свою отруйну дію. Процеси обміну речовин для сторонніх речовин є неспецифічними, тому завжди лише слідуйте схемі. Тому іноді може статися, що процес обміну речовин у цих конкретних речовинах є справжньою проблемою.