Metabolizmas

Viduje Metabolizmas tai biocheminių medžiagų pavertimas organizmų fermentų sistema. Susidaro tarpiniai produktai, kurie dar vadinami metabolitais. Visas metabolizmas pagrįstas nuolatiniu cheminių medžiagų metabolizmu.

Kas yra metabolizmas?

Terminas metabolizmas vartojamas biologijoje ir medicinoje ir apibūdina cheminės medžiagos virsmą ar skaidymą metabolizmo metu. Graikų kalboje terminas metabolizmas taip pat vadinamas metabolizmu. Metabolizmas yra būtinas gyvybinėms organizmo funkcijoms palaikyti.

Yra vadinamasis katabolinis ir anabolinis metabolizmas. Pvz., Vykstant kataboliniam metabolizmui, didelės energijos, daug polimerų turinčios biologinės medžiagos yra suskaidomos iš maisto, išskiriant energiją. Išmontavimas vyksta trimis etapais. Taip iš polisacharidų (kelių cukrų), riebalų ir baltymų iš pradžių sukuriami atskiri blokai. Polisacharidai yra heksozės (gliukozė, fruktozė) ir pentozės. Riebalai yra suskaidomi į riebalų rūgštis ir gliceriną, o baltymai yra atskirų aminorūgščių šaltinis. Visi šie monomerai yra metabolizmo metabolitai, nes jie gali būti arba skaidomi toliau, arba gali prisidėti prie organizmo biologinių medžiagų kaupimosi.

Anabolinis metabolizmas užtikrina, kad paties organizmo sudėtingi junginiai būtų gaminami iš paprastesnių žaliavų. Katabolinio metabolizmo metabolitai vadinami katabolitais, o anabolinio metabolizmo metabolitai vadinami anabolitais. Anabolinio ir katabolinio metabolizmo sąsaja yra vadinamasis tarpinis metabolizmas. Daugelis metabolitų yra ir anabolinių, ir katabolinių procesų pradinė medžiaga.

Svetimos medžiagos organizme taip pat metabolizuojamos ir virsta vandenyje tirpia forma, kuri gali būti pašalinta. Šioms pašalinėms medžiagoms priskiriami ne tik vaistai, bet ir nuodai.

Funkcija ir užduotis

Metabolizmas turi didelę reikšmę organizmui. Kūnas aprūpinamas energija nuolat keičiant medžiagas (skylant didelėms energijoms, didelėms molekulinėms biomolekulėms). Pradinių junginių cheminė energija išsiskiria ir paverčiama šiluma ir kinetine energija, kad būtų palaikomos fizinės funkcijos. Tai sukuria anglies dioksidą ir vandenį žemiausiame katabolinių procesų gale. Šis skaidymas vyksta per kelias tarpines medžiagas, kurios taip pat gali būti reintegruojamos į anabolinius kūno procesus kaip vadinamieji metabolitai. Išsiskyrusi energija laikinai kaupiasi fosfato jungtyje skilimo procesų metu (žr. ATP, GTP ar kt.).

Nutraukus fosfato ryšį, išsiskiria energija, kuri anabolinio proceso metu gali būti paversta makromolekulės chemine energija. Todėl kataboliniai ir anaboliniai metaboliniai keliai yra glaudžiai susiję.

Be to, kiekviename katabolinio ar anabolinio metabolizmo proceso etape susidaro metabolitai, kurie arba suskaidomi, arba naudojami sudėtingesniems junginiams sudaryti. Nėra lemiama, nuo kurio metabolizmo kelio atsiranda atskiras metabolitas. Ši sąsaja tarp katabolinio ir anabolinio metabolizmo vadinama tarpiniu metabolizmu.

Organizmas visada yra nusistovėjusių cheminių medžiagų, kurios įvežamos ir pašalinamos, būsenoje. Gyvūnų organizmai naudoja organinių medžiagų cheminę energiją, kuri suskaidoma į paprastas neorganines medžiagas. Augalų organizmai sugeria saulės energiją šviesos pavidalu ir paverčia ją chemine energija, sudarydami organines medžiagas iš neorganinių medžiagų.

Absorbuotos svetimos medžiagos ne tik metabolizuojamos kaip normalaus metabolizmo dalis, bet ir metabolizuojamos. Šios metabolizacijos visada vyksta kepenyse. Dažniausiai tai yra detoksikacijos reakcijos. Šiomis reakcijomis taip pat susiduria vaistai. Apskritai tai vadinama biotransformacija. Pirmoje fazėje vyksta oksidacijos ar redukcijos reakcijos arba hidrolizė.

Iš esmės veikiančio nuodo ar pirmiausia veikiančio vaisto poveikis sumažėja. Tačiau jei vaistas absorbuojamas kaip provaistas, jis bus veiksmingas tik po 1 fazės reakcijų. Tas pats gali atsitikti su pirmiausia netoksiška medžiaga. Kai kurie nuodai organizme išsivysto tik per tinkamą metabolizmą. Metabolitai, susidarantys 1 fazėje, antrinėje fazėje tampa tirpūs vandenyje, vykstant tolesniems virsmams, kad jie galėtų išsiskirti per inkstus.

Ligos ir negalavimai

Metabolizmo ir atitinkamų metabolizmų kontekste gali kilti rimtų sveikatos problemų, jei metabolito negalima suskaidyti arba jis gali būti blogas. Jei, priešingai, nevyksta reakcija į tam tikrų svarbių metabolitų susidarymą, galima tikėtis ir pasekmių sveikatai. Tokiose situacijose labai dažnai būna genetinis defektas arba chromosomų pakitimas.

Kai kurie fermentai negali būti gaminami arba gali būti gaminami tik nepakankamai. Tokį patį poveikį sukelia fermentas su trūkumais. Todėl daugelyje metabolinių ligų kaupiasi tam tikri metabolitai. Sergant kitomis ligomis, svarbūs metabolitai net nesusidaro. Abiem atvejais sudėtingų reakcijų grandinė nutrūksta ir kai kurios gyvybinės reakcijos nebevyksta.

Sergant vadinamosiomis saugojimo ligomis, tam tikros medžiagos ar metabolitai vis daugiau kaupiasi ląstelėse arba už jų ribų. Tai dažnai lemia didelę organų žalą. Manoma, kad nuodai ir vaistai metabolizme paprastai suardo medžiagas ir silpnina jų poveikį. Tačiau taip pat yra atvejų, kai metaboliniai procesai sąlyginai nekenksmingas žaliavas paverčia aktyviais metabolitais, kurių toksinis poveikis pasireiškia tik šiame etape. Svetimų medžiagų apykaitos procesai nėra specifiniai, todėl jie visada vyksta tik pagal schemą. Todėl kartais gali atsitikti, kad šių konkrečių medžiagų metabolizmo procesas yra tikroji problema.