Metabolizam je pretvorba biokemijskih tvari enzimskim sustavom organizama. Stvaraju se međuprodukti, poznati i kao metaboliti. Cjelokupni se metabolizam temelji na kontinuiranoj metabolizaciji kemijskih tvari.
Što je metabolizacija?
Pojam metabolizacija koristi se u biologiji i medicini za opisivanje pretvorbe ili razgradnje kemijske tvari kao dijela metabolizma. Pojam metabolizacija koristi se u biologiji i medicini, a odnosi se na pretvorbu ili razgradnju kemijske tvari kao dio metabolizma. Na grčkom se termin metabolizam naziva i metabolizmom. Metabolizam je neophodan za održavanje vitalnih funkcija organizma. Postoje takozvani katabolički i anabolički metabolizam. Na primjer, u kataboličkom metabolizmu, energetski bogati visoko-polimerni biomaterijali iz hrane razgrađuju se oslobađanjem energije. Razgradnja se odvija u tri faze. Prvo se izrađuju pojedinačni građevinski blokovi polisaharide (više šećera), masti i proteini, U slučaju polisaharide, to su heksoze (glukoza, fruktoza) i pentoze. Masti se razgrađuju na masnih kiselina i gliceroli proteini zauzvrat su izvor pojedinca aminokiseline. Svi ovi monomeri predstavljaju metabolite metabolizma, jer se mogu dalje razgraditi ili pridonijeti stvaranju vlastitih biomaterijala u tijelu. Anabolički metabolizam osigurava nakupljanje endogenih složenih spojeva iz jednostavnijih polaznih materijala. Metaboliti kataboličkog metabolizma nazivaju se kataboliti, a metabolizmi anaboličkog metabolizma. Sučelje anaboličkog i kataboličkog metabolizma je takozvani intermedijarni metabolizam. Mnogi su metaboliti polazni materijal anaboličkih i kataboličkih procesa. Strane se tvari također metaboliziraju u tijelu i pretvaraju u voda-topiv oblik koji se može izlučiti. Te strane tvari uključuju droge, ali i toksina.
Funkcija i zadatak
Metabolizacija je od velike važnosti za tijelo. Tijelo se opskrbljuje energijom stalnom transformacijom tvari (tijekom razgradnje energetski bogatih biomolekula visoke molekulske težine). Kemijska energija početnih spojeva oslobađa se i pretvara u toplinu i kinetičku energiju za održavanje tjelesnih funkcija. U procesu, ugljen dioksid i voda nastaju na najnižem kraju kataboličkih procesa. Ta se razgradnja odvija putem nekoliko međuprodukata, koji se također mogu ponovno uklopiti u anaboličke tjelesne procese kao takozvani metaboliti. Energija oslobođena tijekom procesa razgradnje privremeno se pohranjuje u fosfat obveznica (vidi ATP, GTP ili druge). Razbijanjem fosfat veze, oslobađa se energija koja se u anaboličkom procesu može pretvoriti natrag u kemijsku energiju makromolekule. Katabolički i anabolički metabolički putovi stoga su usko povezani. Nadalje, svaki korak kataboličkog ili anaboličkog metaboličkog puta stvara metabolite koji se ili razgrađuju ili koriste za izgradnju složenijih spojeva. Metabolički put iz kojeg potječe pojedinačni metabolit nije presudan. Ovo sučelje kataboličkog i anaboličkog metabolizma naziva se srednjim metabolizmom. Organizam je uvijek u ravnotežnoj ravnoteži od uklonjenih kemijskih tvari. U tom procesu životinjski organizmi koriste kemijsku energiju iz organskih tvari, rastavljajući ih na jednostavne anorganske tvari. Biljni organizmi apsorbiraju sunčevu energiju u obliku svjetlosti i pretvaraju je u kemijsku energiju gradeći organske tvari iz anorganskih tvari. Uz metabolizaciju kao dio normalnog metabolizma, metaboliziraju se i unesene strane tvari. Te se metabolizacije uvijek odvijaju u jetra. To su uglavnom detoksikacija reakcije. Farmaceutski proizvodi također su podložni tim reakcijama. Sveukupno, ovo se naziva biotransformacijom. U prvoj fazi odvijaju se reakcije oksidacije ili redukcije ili hidroliza. U slučaju primarno djelujućeg toksina ili primarno djelujućeg lijeka, učinak se u tom procesu smanjuje. Međutim, ako se lijek unese kao predlijek, učinkovitost se razvija tek nakon reakcija faze 1. Isto se može dogoditi s primarno netoksičnom tvari. Neki se toksini prvo razviju u tijelu odgovarajućim metabolizmima. Stvoreni su metaboliti nastali u fazi 1 voda-topiv u drugoj fazi daljnjim transformacijama tako da se bubrezi mogu izlučiti.
Bolesti i poremećaji
U kontekstu metabolizma i odgovarajućih metabolizacija, značajan zdravlje problemi se mogu pojaviti ako se metabolit ili ne može razgraditi ili se loše razgradi. Suprotno tome, ako se reakcije na stvaranje nekih važnih metabolita ne pojave, zdravlje mogu se očekivati i posljedice. Vrlo često su u takvim situacijama prisutni genetski defekt ili kromosomske promjene. Svakako enzimi ne može se proizvesti ili se može proizvesti samo neadekvatno. Isti učinak uzrokuje i neispravni enzim. Dakle, mnoge metaboličke bolesti pokazuju nakupljanje određenih metabolita. U ostalim bolestima se uopće ne stvaraju važni metaboliti. U oba slučaja lanac složenih reakcija se prekida i reakcije, od kojih su neke vitalne, više se ne odvijaju. U takozvanim bolestima skladištenja, određene se tvari ili metaboliti akumuliraju sve više u stanicama ili čak izvan stanica. To često dovodi do značajnih oštećenja organa. U slučaju otrova i farmaceutskih proizvoda, metabolizacija bi obično trebala dovesti do razgradnje tvari uz slabljenje njihova djelovanja. Međutim, postoje i slučajevi kada procesi metabolizacije rezultiraju stvaranjem aktivnih metabolita iz relativno bezopasnih početnih tvari, koji tek u ovoj fazi razvijaju svoj otrovni učinak. Procesi metabolizacije stranih tvari nisu specifični i stoga uvijek slijede jedan obrazac. Stoga ponekad može biti da je stvarni problem proces metabolizacije ovih specifičnih tvari.
