Metabolizmus je premena biochemických látok enzýmovým systémom organizmov. Tvoria sa medziprodukty, tiež známe ako metabolity. Celý metabolizmus je založený na nepretržitej metabolizácii chemických látok.
Čo je to metabolizácia?
Pojem metabolizácia sa v biológii a medicíne používa na opis premeny alebo rozkladu chemickej látky ako súčasti metabolizmu. Pojem metabolizácia sa používa v biológii a medicíne a vzťahuje sa na premenu alebo rozklad chemickej látky ako súčasť metabolizmu. V gréčtine sa výraz metabolizmus označuje aj ako metabolizmus. Metabolizmus je nevyhnutný na udržanie životne dôležitých funkcií organizmu. Existuje takzvaný katabolický a anabolický metabolizmus. Napríklad v katabolickom metabolizme sa energeticky bohaté vysoko polymérne biomateriály z potravy štiepia uvoľňovaním energie. K degradácii dochádza v troch fázach. Najskôr sa tvoria jednotlivé stavebné bloky polysacharidy (viacnásobné cukry), tuky a proteíny, V prípade polysacharidy, to sú hexózy (glukóza, fruktóza) a pentózy. Tuky sa členia na mastné kyseliny a glycerola proteíny sú zase zdrojom jednotlivca aminokyseliny. Všetky tieto monoméry predstavujú metabolity metabolizmu, pretože sa môžu ďalej rozkladať alebo prispievať späť k tvorbe vlastných biomateriálov v tele. Anabolický metabolizmus zabezpečuje hromadenie endogénnych komplexných zlúčenín z jednoduchších východiskových látok. Metabolity katabolického metabolizmu sa nazývajú katabolity a metabolity anabolického metabolizmu sa nazývajú anabolity. Rozhranie od anabolického ku katabolickému metabolizmu je takzvaný intermediárny metabolizmus. Mnoho metabolitov je východiskovou látkou anabolických aj katabolických procesov. Cudzie látky sa tiež metabolizujú v tele a premieňajú sa na a voda-rozpustná vylučovateľná forma. Medzi tieto cudzorodé látky patrí drogy, ale aj toxíny.
Funkcia a úloha
Metabolizmus má pre telo veľký význam. Telo je zásobované energiou prostredníctvom neustálej premeny látok (počas degradácie energeticky bohatých vysokomolekulárnych biomolekúl). Chemická energia počiatočných zlúčenín sa uvoľňuje a premieňa na tepelnú a kinetickú energiu na udržanie telesných funkcií. V procese, uhlík oxid a voda sa vyrábajú na najnižšom konci katabolických procesov. Táto degradácia prebieha prostredníctvom niekoľkých medziproduktov, ktoré je tiež možné opätovne začleniť do anabolických telesných procesov ako takzvané metabolity. Energia uvoľnená počas degradačných procesov je dočasne uložená v a fosfát väzba (pozri ATP, GTP alebo iné). Prelomením fosfát väzba, uvoľňuje sa energia, ktorá sa môže anabolickým procesom premeniť späť na chemickú energiu makromolekuly. Katabolické a anabolické metabolické dráhy sú preto úzko prepojené. Ďalej každý krok katabolickej alebo anabolickej metabolickej cesty produkuje metabolity, ktoré sa buď odbúravajú, alebo sa používajú na tvorbu zložitejších zlúčenín. Metabolická cesta, z ktorej jednotlivý metabolit pochádza, nie je rozhodujúca. Toto rozhranie katabolického a anabolického metabolizmu sa nazýva intermediárny metabolizmus. Organizmus je vždy v rovnovážnom stave z chemických látok dodávaných do odstránených chemických látok. V tomto procese živočíšne organizmy využívajú chemickú energiu z organických látok a rozkladajú ich 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 metabolizmu, ktorý je súčasťou normálneho metabolizmu, sa metabolizujú aj prijaté cudzie látky. Tieto metabolizácie prebiehajú vždy v pečeň. Tieto sú väčšinou detoxikácia reakcie. Týmto reakciám podliehajú aj liečivá. Celkovo sa to označuje ako biotransformácia. V prvej fáze prebiehajú oxidačné alebo redukčné reakcie alebo hydrolýza. V prípade primárne pôsobiaceho toxínu alebo primárne pôsobiaceho liečiva sa účinok v procese znižuje. Ak sa však farmaceutikum prehltne ako proliečivo, účinnosť sa rozvinie až po reakciách fázy 1. To isté sa môže stať s primárne netoxickou látkou. Niektoré toxíny sa najskôr v tele vyvíjajú zodpovedajúcimi metabolizáciami. Vyrábajú sa metabolity tvorené vo fáze 1 voda-rozpustný v druhej fáze ďalšími transformáciami, aby sa mohli vylučovať obličkami.
Choroby a poruchy
V súvislosti s metabolizmom a zodpovedajúcimi metabolizáciami významné zdravie môžu nastať problémy, ak sa metabolit nedá odbúrať alebo sa rozkladá zle. Naopak, ak nedôjde k reakciám na vytvorenie určitých dôležitých metabolitov, zdravie možno tiež očakávať následky. V takýchto situáciách je veľmi často prítomný genetický defekt alebo chromozomálna zmena. Istý enzýmy sa nedajú vyrobiť alebo sa dajú vyrobiť iba neadekvátne. Rovnaký účinok spôsobuje aj poškodený enzým. Mnoho metabolických chorôb teda ukazuje akumuláciu určitých metabolitov. Pri iných ochoreniach sa dôležité metabolity vôbec nevyrábajú. V obidvoch prípadoch sa reťaz komplexných reakcií preruší a reakcie, z ktorých niektoré sú životne dôležité, sa už neuskutočňujú. Pri takzvaných skladovacích chorobách sa určité látky alebo metabolity hromadia čoraz viac v bunkách alebo dokonca mimo buniek. To často vedie k značnému poškodeniu orgánov. V prípade jedov a farmaceutík by metabolizácia mala byť zvyčajne viesť degradácii látok pri súčasnom oslabení ich účinku. Existujú však aj prípady, keď metabolické procesy vedú k tvorbe aktívnych metabolitov z relatívne neškodných východiskových látok, ktoré svoj jedovatý účinok rozvinú až v tomto štádiu. Metabolizačné procesy pre cudzie látky sú nešpecifické, a preto vždy prebiehajú podľa jedného modelu. Preto môže niekedy platiť, že skutočným problémom je proces metabolizácie týchto špecifických látok.
