V metabolizmus je to premena biochemických látok enzýmovým systémom organizmov. Vytvárajú sa medziprodukty, ktoré sú známe aj ako metabolity. Celý metabolizmus je založený na stálom metabolizme chemických látok.
Čo je metabolizmus?
Termín metabolizmus sa používa v biológii a medicíne a opisuje konverziu alebo degradáciu chemickej látky v kontexte metabolizmu. V gréčtine sa pojem metabolizmus označuje aj ako metabolizmus. Metabolizmus je potrebný na udržanie životne dôležitých funkcií organizmu.
Existuje tzv. Katabolický a anabolický metabolizmus. Napríklad v súvislosti s katabolickým metabolizmom sa vysokoenergetické vysokomolekulárne biologické látky rozkladajú z potravín s uvoľňovaním energie. Demontáž prebieha v troch etapách. Týmto spôsobom sú jednotlivé stavebné bloky pôvodne tvorené z polysacharidov (viac cukrov), tukov a proteínov. V prípade polysacharidov ide o hexózy (glukóza, fruktóza) a pentózy. Tuky sa členia na mastné kyseliny a glycerín a proteíny sú zase zdrojom jednotlivých aminokyselín. Všetky tieto monoméry sú metabolity metabolizmu, pretože sa môžu ďalej štiepiť alebo prispievať k hromadeniu vlastných biologických látok v tele.
Anabolický metabolizmus zaisťuje, že zložité zlúčeniny tela sú zložené z jednoduchších východiskových materiálov. Metabolity katabolického metabolizmu sa nazývajú katabolity a metabolity anabolického metabolizmu sa nazývajú anabolity. Rozhranie medzi anabolickým a katabolickým metabolizmom je tzv. Intermediárny metabolizmus a mnoho metabolitov je východiskovým materiálom anabolických a katabolických procesov.
Cudzie látky sa v tele metabolizujú a premieňajú na vo vode rozpustnú formu, ktorú je možné vylúčiť. Medzi tieto cudzie látky patria drogy, ale aj jedy.
Funkcia a úloha
Metabolizmus má pre telo veľký význam. Telo je zásobované energiou konštantnou premenou látok (počas rozkladu vysokoenergetických, vysokomolekulárnych biomolekúl). Chemická energia východiskových zlúčenín sa uvoľňuje a premieňa na teplo a kinetickú energiu, aby sa zachovali fyzikálne funkcie. To vytvára oxid uhličitý a vodu na najnižšom konci katabolických procesov. K tomuto rozkladu dochádza prostredníctvom niekoľkých medziproduktov, ktoré sa tiež môžu znovu začleniť do anabolických procesov v tele ako takzvané metabolity. Uvoľnená energia sa počas procesov rozkladu dočasne ukladá do fosfátovej väzby (pozri ATP, GTP alebo iné).
Rozbitím fosfátovej väzby sa uvoľní energia, ktorá sa môže anabolickým procesom premieňať späť na chemickú energiu makromolekuly. Katabolické a anabolické metabolické cesty sú preto úzko prepojené.
Ďalej sa v každej fáze katabolickej alebo anabolickej metabolickej dráhy tvoria metabolity, ktoré sa buď štiepia, alebo sa používajú na vytváranie komplexnejších zlúčenín. Metabolická dráha, z ktorej jednotlivé metabolity pochádzajú, nie je rozhodujúca. Toto rozhranie medzi katabolickým a anabolickým metabolizmom sa nazýva prechodný metabolizmus.
Organizmus je vždy v stabilnom stave, pokiaľ ide o chemické látky, ktoré sa zavádzajú a odstraňujú. Živočíšne organizmy využívajú chemickú energiu organických látok, ktoré sa rozkladajú na jednoduché anorganické látky. Rastlinné organizmy absorbujú slnečnú energiu vo forme svetla a premieňajú ju na chemickú energiu vytváraním organických látok z anorganických látok.
Okrem toho, že sú metabolizované ako súčasť normálneho metabolizmu, sú metabolizované aj absorbované cudzie látky. Tieto metabolizácie sa vždy uskutočňujú v pečeni. Väčšinou ide o detoxikačné reakcie. Tieto reakcie podliehajú tiež liečivám. Celkovo sa to nazýva biotransformácia. V prvej fáze prebiehajú oxidačné alebo redukčné reakcie alebo hydrolýza.
V prípade jedu s primárnym účinkom alebo liečiva s primárnym účinkom sa účinok znižuje. Ak je však liečivo absorbované ako proliečivo, bude účinné až po reakciách fázy 1. To isté sa môže stať s primárne netoxickou látkou. Niektoré toxíny sa v tele vyvíjajú iba prostredníctvom vhodného metabolizmu. Metabolity, ktoré vznikajú v 1. fáze, sa v druhej fáze rozpustia vo vode pomocou ďalších transformácií, takže sa môžu vylúčiť obličkami.
Choroby a choroby
V súvislosti s metabolizmom a zodpovedajúcimi metabolizáciami sa môžu vyskytnúť značné zdravotné problémy, ak sa metabolit nedá rozložiť alebo len zle. Ak naopak neexistujú žiadne reakcie na tvorbu určitých dôležitých metabolitov, možno očakávať aj zdravotné následky. V takýchto situáciách sa veľmi často vyskytuje genetická porucha alebo zmena chromozómov.
Niektoré enzýmy sa nemôžu vyrábať alebo sa môžu vyrábať iba nedostatočne. Rovnaký účinok spôsobuje defektný enzým. Mnoho metabolických chorôb preto vykazuje akumuláciu určitých metabolitov. Pri iných chorobách sa dokonca nevytvárajú dôležité metabolity. V obidvoch prípadoch je reťaz zložitých reakcií prerušená a niektoré životne dôležité reakcie sa už nevykonávajú.
Pri takzvaných chorobách ukladania sa určité látky alebo metabolity v bunkách alebo mimo nich hromadia čoraz viac. To často vedie k značnému poškodeniu orgánov. V prípade jedov a farmaceutických prípravkov sa predpokladá, že metabolizmus bude viesť k degradácii látok a oslabí ich účinok. Existujú však aj prípady, keď metabolické procesy premieňajú relatívne neškodné suroviny na aktívne metabolity, ktoré v tomto štádiu rozvíjajú iba svoj toxický účinok. Metabolické procesy pre cudzie látky sú nešpecifické, a preto sa vždy riadia schémou. Preto sa niekedy môže stať, že proces metabolizmu týchto konkrétnych látok je skutočným problémom.
