Μεταβολισμός

Ο μεταβολισμός είναι το σύνολο των βιοχημικών αντιδράσεων που πραγματοποιούνται στα κύτταρα των ζωντανών οργανισμών. Συνεπώς ο μεταβολισμός περιλαμβάνει όλες εκείνες τις βιοχημικές διαδικασίες, που εμπλέκονται στην παραγωγή και στην απελευθέρωση της ενέργειας (δηλαδή, στην μετατροπή, της αποθηκευμένης στις τροφές, ενέργειας σε κατάλληλη μορφή για αποθήκευση στον οργανισμό ή για παραγωγή ωφέλιμου έργου από αυτόν). Ο μεταβολισμός διακρίνεται σε δύο σκέλη, τον καταβολισμό και τον αναβολισμό. Ο καταβολισμός περιλαμβάνει τις αντιδράσεις διάσπασης πολύπλοκων ουσιών σε απλούστερες, με παράλληλη συνήθως απόδοση ενέργειας. Ο αναβολισμός περιλαμβάνει τις αντιδράσεις σύνθεσης πολύπλοκων χημικών ουσιών. Για την πραγματοποίηση των αντιδράσεων σύνθεσης καταναλώνεται συνήθως ενέργεια. Οι καταβολικές δηλαδή αντιδράσεις αποδίδουν ενέργεια (εξώθερμες), ενώ οι αναβολικές απορροφούν ενέργεια (ενδόθερμες). Η ενέργεια που παράγεται στα κύτταρα των οργανισμών αποθηκεύεται στους χημικούς δεσμούς των βιομορίων. Για να σχηματιστούν αυτοί οι δεσμοί απαιτείται ενέργεια, την οποία αποδίδουν στο περιβάλλον. Εν προκειμένω όλες οι μεταβολικές αντιδράσεις πραγματοποιούνται σε διάφορα χρονικά στάδια, όπου δημιουργούνται ή διασπώνται βαθμιαία χημικές ενώσεις. Κάθε τέτοιο στάδιο της «μεταβολικής οδού» καταλύεται από διαφορετικό κάθε φορά ένζυμο, η δομή του οποίου φέρεται να κωδικοποιείται από συγκεκριμένο γονίδιο. Το δε τελικό προϊόν κάθε τέτοιας διαδικασίας ονομάζεται μεταβολίτης. Σημειώνεται πως σε όλες τις διαδικασίες μεταβολισμού εμπλέκεται επίσης ένα ειδικό μόριο «φορέας ενέργειας», που λέγεται ATP.

 Όλη η ενέργεια που περιέχεται στις πεφθείσες θρεπτικές ουσίες εκδηλώνεται είτε ως θερμότητα, είτε ως έργο που γίνεται στο περιβάλλον, είτε ως αύξηση, είτε ως απώλεια. Κάθε άνθρωπος πρέπει να λαμβάνει με την καθημερινή διατροφή του τέτοια ποσότητα, ώστε να διατηρεί τον μεταβολικό ρυθμό ηρεμίας και τον βασικό μεταβολικό ρυθμό. Ο πρώτος είναι όρος ποσοστικός και έχει σχέση με τη διατροφή, ενώ ο δεύτερος είναι κλινικός όρος για το μεταβολισμό, που μετράται υπό καθορισμένες συνθήκες. Η θρεπτική κατάσταση του σώματος επηρεάζει την αποτελεσματικότητα των μεταβολικών διαδικασιών. Πολυάριθμες βιταμίνες, μέταλλα και άλλοι συμπαράγοντες, μαζί με το νερό, συμβάλλουν στο περιβάλλον για να λειτουργήσει ο κυτταρικός μεταβολισμός αποτελεσματικά και αποδοτικά. Το ανθρώπινο σώμα μπορεί να αποθηκεύσει σχεδόν όλη την ενέργεια που περιέχεται στις τροφές ως γλυκογόνο ή τριγλυκερίδια. Επειδή η απόκτηση ενέργειας από το σώμα είναι διαλείπουσα, ενώ η ενεργειακή δαπάνη συνεχής, το σώμα πρέπει να αποθηκεύσει και κατόπιν να διαμοιράσει την ενέργεια. Η αποθήκευση ενέργειας δε γίνεται χωρίς κόστος, αν και είναι σχετικά ανέξοδη από μια συνολική ενεργειακή σκοπιά. Τα λιπίδια είναι το πιο συγκεντρωμένο απόθεμα των ενεργειακών αποθηκών. Η διαθέσιμη ενέργεια που αποθηκεύεται στο λίπος υπερβαίνει κατά πολύ αυτήν που αποθηκεύεται στους υδατάνθρακες και τις πρωτεΐνες. Όταν η χρήση ενέργειας υπερβαίνει τη διαθεσιμότητα ενέργειας από τη διατροφή, το σώμα χρησιμοποιεί την αποθηκευμένη ενέργειά του για να καλύψει τις ανάγκες του. Το πρώτο βήμα στον ενεργειακό καταβολισμό είναι η διάσπαση του γλυκογόνου ή των τριγλυκεριδίων σε απλούστερες ενώσεις. Αυτό συμβαίνει στους σκελετικούς μύες, στο ήπαρ και στα λιποκύτταρα. Το δεύτερο στάδιο του καταβολισμού των υδατανθράκων είναι η γλυκόλυση, ενώ αυτού των τριγλυκεριδίων είναι η β οξείδωση των λιπαρών οξέων. Το τελικό, κοινό, στάδιο είναι ο κύκλος του κιτρικού οξέος και η οξειδωτική φωσφορυλίωση. «Λεξικό Βιολογίας Collins», σ. 582 - Εκδόσεις Ι. Φλώρος - Αθήνα. Boron W & Boulpaep E, "Ιατρική Φυσιολογία", εκδόσεις Π.Χ.Πασχαλίδης, 2006, ISBN 960-399-407-3 metpath: Διαδραστικός χάρτης μεταβολικών οδών