Metabolismo

Nel Metabolismo è la conversione di sostanze biochimiche da parte del sistema enzimatico degli organismi. Si formano prodotti intermedi, noti anche come metaboliti. L'intero metabolismo si basa sul costante metabolismo delle sostanze chimiche.

Cos'è il metabolismo?

Il termine metabolismo è usato in biologia e medicina e descrive la conversione o la degradazione di una sostanza chimica nel contesto del metabolismo. In greco, il termine metabolismo è indicato anche come metabolismo. Il metabolismo è necessario per mantenere le funzioni vitali dell'organismo.

C'è il cosiddetto metabolismo catabolico e anabolico. Nel contesto del metabolismo catabolico, ad esempio, le bio-sostanze ad alta energia e ad alto contenuto di polimeri vengono scomposte dal cibo con il rilascio di energia. Lo smantellamento avviene in tre fasi. In questo modo, i singoli mattoni vengono inizialmente creati da polisaccaridi (più zuccheri), grassi e proteine. Nel caso dei polisaccaridi, si tratta di esosi (glucosio, fruttosio) e pentosi. I grassi vengono scomposti in acidi grassi e glicerina e le proteine ​​sono a loro volta la fonte dei singoli amminoacidi. Tutti questi monomeri sono metaboliti del metabolismo, poiché possono essere ulteriormente scomposti o contribuire all'accumulo di sostanze biologiche proprie dell'organismo.

Il metabolismo anabolico assicura che i composti complessi del corpo siano costituiti da materiali di partenza più semplici. I metaboliti del metabolismo catabolico sono chiamati cataboliti e quelli del metabolismo anabolico sono chiamati anaboliti. L'interfaccia tra metabolismo anabolico e catabolico è rappresentata dal cosiddetto metabolismo intermedio: molti metaboliti sono entrambi materiali di partenza per processi anabolici e catabolici.

Anche le sostanze estranee vengono metabolizzate nel corpo e convertite in una forma idrosolubile che può essere escreta. Queste sostanze estranee includono droghe, ma anche veleni.

Funzione e compito

Il metabolismo è di grande importanza per il corpo. Il corpo riceve energia attraverso la conversione costante di sostanze (durante la scomposizione di biomolecole ad alta energia e alto peso molecolare). L'energia chimica dei composti di partenza viene rilasciata e convertita in calore ed energia cinetica per mantenere le funzioni fisiche. Questo crea anidride carbonica e acqua all'estremità più bassa dei processi catabolici. Questa scomposizione avviene tramite diverse sostanze intermedie, che possono anche essere reintegrate nei processi anabolici del corpo come i cosiddetti metaboliti. L'energia rilasciata viene temporaneamente immagazzinata in un legame fosfato durante i processi di degradazione (vedi ATP, GTP o altri).

Scindendo il legame fosfato, viene rilasciata energia, che può essere riconvertita in energia chimica di una macromolecola in un processo anabolico. Le vie metaboliche cataboliche e anaboliche sono quindi strettamente collegate.

Inoltre, in ogni fase di una via metabolica catabolica o anabolica, vengono creati metaboliti che vengono scomposti o utilizzati per costruire composti più complessi. La via metabolica da cui ha origine il singolo metabolita non è determinante. Questa interfaccia tra metabolismo catabolico e anabolico è chiamata metabolismo intermedio.

L'organismo è sempre in uno stato stazionario di sostanze chimiche che vengono introdotte e rimosse. Gli organismi animali utilizzano l'energia chimica delle sostanze organiche, che vengono scomposte in semplici sostanze inorganiche. Gli organismi vegetali assorbono l'energia solare sotto forma di luce e la convertono in energia chimica costruendo sostanze organiche da sostanze inorganiche.

Oltre al metabolismo nel corso del normale metabolismo, vengono metabolizzate anche le sostanze estranee assorbite. Queste metabolizzazioni avvengono sempre nel fegato. Queste sono principalmente reazioni di disintossicazione. Anche i prodotti farmaceutici sono soggetti a queste reazioni. In generale, parliamo di biotrasformazione. In una prima fase avvengono reazioni di ossidazione o riduzione o idrolisi.

Nel caso di un veleno ad azione primaria o di una sostanza medicinale ad azione primaria, l'effetto diminuisce. Tuttavia, se il farmaco viene assorbito come profarmaco, diventerà efficace solo dopo le reazioni di fase 1. Lo stesso può accadere con una sostanza principalmente non tossica. Alcune tossine si sviluppano solo nel corpo attraverso un metabolismo appropriato. I metaboliti che si formano nella fase 1 vengono resi idrosolubili in una seconda fase attraverso ulteriori trasformazioni in modo che possano essere escreti attraverso i reni.

Malattie e disturbi

Nel contesto del metabolismo e delle corrispondenti metabolizzazioni, possono sorgere notevoli problemi di salute se un metabolita non può essere scomposto o solo male. Se, al contrario, non ci sono reazioni alla formazione di alcuni importanti metaboliti, ci si possono aspettare anche conseguenze sulla salute. In tali situazioni c'è molto spesso un difetto genetico o un cambiamento cromosomico.

Alcuni enzimi non possono essere prodotti o solo in modo inadeguato. Lo stesso effetto è causato da un enzima difettoso. Molte malattie metaboliche mostrano quindi un accumulo di alcuni metaboliti. In altre malattie non si formano nemmeno metaboliti importanti. In entrambi i casi la catena di reazioni complesse viene interrotta e alcune reazioni vitali non si verificano più.

Nelle cosiddette malattie da accumulo, alcune sostanze o metaboliti si accumulano sempre di più nelle cellule o all'esterno delle cellule. Questo spesso porta a notevoli danni agli organi. Nel caso di veleni e prodotti farmaceutici, il metabolismo dovrebbe generalmente portare alla degradazione delle sostanze e indebolirne l'effetto. Tuttavia, ci sono anche casi in cui i processi metabolici trasformano materiali di partenza relativamente innocui in metaboliti attivi, che sviluppano il loro effetto velenoso solo in questa fase. I processi di metabolismo per le sostanze estranee non sono specifici e quindi seguono sempre e solo uno schema. Può quindi talvolta accadere che il processo di metabolismo di queste particolari sostanze sia il vero problema.