Metabolisms ir bioķīmisko vielu pārvēršana organismu enzīmu sistēmā. Tiek veidoti starpprodukti, kas pazīstami arī kā metabolīti. Visa vielmaiņa balstās uz nepārtrauktu ķīmisko vielu metabolismu.
Kas ir metabolizācija?
Termins metabolizācija tiek izmantots bioloģijā un medicīnā, lai aprakstītu ķīmiskas vielas pārveidošanos vai sadalīšanos kā metabolismu. Termins metabolizācija tiek izmantots bioloģijā un medicīnā, un tas attiecas uz ķīmiskas vielas pārveidošanu vai sadalīšanos kā metabolismu. Grieķu valodā metabolismu apzīmē arī kā metabolismu. Metabolisms ir nepieciešams, lai uzturētu organisma vitālās funkcijas. Ir tā sauktā kataboliskā un anaboliskā vielmaiņa. Kataboliskajā metabolismā, piemēram, ar enerģiju bagāti augstas polimēra biomateriāli no pārtikas tiek sadalīti līdz ar enerģijas izdalīšanos. Noārdīšanās notiek trīs posmos. Pirmkārt, atsevišķi veidoti bloki tiek veidoti no polisaharīdi (vairāki cukuri), tauki un proteīni. Gadījumā, ja polisaharīdi, tās ir heksozes (glikoze, fruktoze) un pentozes. Tauki tiek sadalīti līdz taukskābes un glicerīns, un proteīni savukārt ir indivīda avots aminoskābes. Visi šie monomēri ir metabolisma metabolīti, jo tos var vai nu sadalīt tālāk, vai arī tie var palīdzēt organisma pašu biomateriālu veidošanā. Anaboliskā vielmaiņa nodrošina endogēno komplekso savienojumu uzkrāšanos no vienkāršākiem izejmateriāliem. Kataboliskā metabolisma metabolītus sauc par katabolītiem, bet anabolisko metabolismu - par anabolītiem. Saskarne no anaboliskās līdz kataboliskajai vielmaiņai ir tā sauktā starpposma vielmaiņa. Daudzi metabolīti ir gan anabolisko, gan katabolisko procesu izejviela. Arī svešas vielas organismā tiek metabolizētas un pārvērstas par a ūdensšķīstoša izdalāma forma. Šīs svešās vielas ietver: narkotikas, bet arī toksīnus.
Funkcija un uzdevums
Metabolizācijai ir liela nozīme organismā. Ķermenis tiek apgādāts ar enerģiju, pastāvīgi pārveidojot vielas (noārdoties ar enerģiju bagātām augstas molekulmasas biomolekulām). Sākotnējo savienojumu ķīmiskā enerģija tiek atbrīvota un pārvērsta siltumā un kinētiskajā enerģijā, lai uzturētu ķermeņa funkcijas. Procesā, ogleklis dioksīds un ūdens tiek ražoti katabolisko procesu zemākajā galā. Šī noārdīšanās notiek ar vairāku starpvielu starpniecību, kuras var arī atkārtoti iekļaut anaboliskos ķermeņa procesos kā tā sauktos metabolītus. Noārdīšanās procesos izdalītā enerģija uz laiku tiek uzglabāta a fosfāts obligācija (sk. ATP, GTP vai citas). Pārraujot fosfāts saite, tiek atbrīvota enerģija, kuru anaboliskā procesā var atkal pārveidot par makromolekulas ķīmisko enerģiju. Tāpēc kataboliskie un anaboliskie metabolisma ceļi ir cieši saistīti. Turklāt katrs kataboliskā vai anaboliskā metabolisma ceļa posms rada metabolītus, kas tiek noārdīti vai izmantoti sarežģītāku savienojumu veidošanai. Metabolisma ceļš, no kura rodas atsevišķs metabolīts, nav kritisks. Šo kataboliskā un anaboliskā metabolisma saskarni sauc par starpposma metabolismu. Organisms vienmēr ir līdzsvara stāvoklī no ķīmiskām vielām, kuras piegādā izvadītajām ķīmiskajām vielām. Šajā procesā dzīvnieku organismi izmanto organisko vielu ķīmisko enerģiju, sadalot tās vienkāršās neorganiskās vielās. Augu organismi absorbē saules enerģiju gaismas formā un pārveido to ķīmiskajā enerģijā, no neorganiskām vielām veidojot organiskas vielas. Papildus vielmaiņai kā normālas vielmaiņas procesam tiek metabolizētas arī uzņemtās svešas vielas. Šīs metabolizācijas vienmēr notiek aknas. Tie galvenokārt ir detoksikācija reakcijas. Šīs reakcijas ir pakļautas arī farmācijai. Kopumā to sauc par biotransformāciju. Pirmajā fāzē notiek oksidēšanās vai reducēšanās reakcijas vai hidrolīze. Galvenokārt iedarbojoša toksīna vai galvenokārt iedarbojošas zāles gadījumā iedarbība samazinās. Tomēr, ja farmaceitiskais līdzeklis tiek uzņemts kā priekšzāles, efektivitāte attīstās tikai pēc 1. fāzes reakcijām. Tas pats var notikt ar galvenokārt netoksisku vielu. Daži toksīni vispirms organismā attīstās, veicot atbilstošas metabolizācijas. Izgatavo 1. fāzē veidotos metabolītus ūdens-šķīst otrajā fāzē ar turpmākām transformācijām, lai tās varētu izvadīt caur nierēm.
Slimības un traucējumi
Vielmaiņas un atbilstošo metabolizāciju kontekstā nozīmīgi veselība problēmas var rasties, ja metabolītu vai nu nevar sadalīt, vai arī tas ir slikti sadalīts. Gluži pretēji, ja reakcija uz noteiktu svarīgu metabolītu veidošanos neizdodas, veselība var sagaidīt arī sekas. Ļoti bieži šādās situācijās ir ģenētisks defekts vai hromosomu izmaiņas. Noteikti fermenti nevar ražot vai var ražot tikai neadekvāti. To pašu efektu izraisa arī bojāts enzīms. Tādējādi daudzas vielmaiņas slimības liecina par noteiktu metabolītu uzkrāšanos. Citās slimībās svarīgi metabolīti vispār netiek ražoti. Abos gadījumos sarežģīto reakciju ķēde tiek pārtraukta, un reakcijas, no kurām dažas ir vitāli svarīgas, vairs nenotiek. Tā sauktajās uzglabāšanas slimībās noteiktas vielas vai metabolīti šūnās vai pat ārpus šūnām uzkrājas arvien vairāk. Tas bieži izraisa ievērojamus orgānu bojājumus. Indes un farmaceitisko preparātu gadījumā parasti jāveic vielmaiņa vadīt vielu noārdīšanos, vienlaikus vājinot to iedarbību. Tomēr ir arī gadījumi, kad metabolizācijas procesu rezultātā no samērā nekaitīgām izejvielām veidojas aktīvi metabolīti, kas tikai šajā posmā attīsta to indīgo iedarbību. Svešu vielu metabolizācijas procesi ir nespecifiski, tāpēc vienmēr notiek pēc viena modeļa. Tāpēc dažreiz var būt tā, ka šo specifisko vielu metabolizācijas process ir īstā problēma.
