Aineenvaihdunta

Aineenvaihdunta eli metabolia on biologinen prosessi, jossa ravintoaineita muokataan, jotta saataisiin energiaa ja rakennusaineita solun tai eliön käyttöön.
Metabolisia prosesseja on kahdenlaisia: anabolisia ja katabolisia. Anabolisissa prosesseissa rakennetaan monimutkaisempia molekyylejä yksinkertaisista rakennusaineista (esimerkiksi yhteyttäminen on anabolinen prosessi). Katabolisissa prosesseissa monimutkaisemmat yhdisteet hajotetaan pienemmiksi, jolloin vapautuu energiaa (esimerkiksi soluhengityksessä). Tästä energiasta solut tarvitsevat osan elintoimintoihinsa. Jäljelle jäävän osan eliö voi hyödyntää esimerkiksi kasvuun tai liikuntaan. Anabolinen eli uusia rakenteita muodostava tila vallitsee elimistössä tyypillisesti ruokailun jälkeen, kun ravintoaineita on runsaasti saatavilla. Kun ruokailusta kuluu enemmän aikaa ja ravintoaineiden saatavuus ruoansulatuskanavan kautta heikkenee, painopiste siirtyy katabolisten reaktioiden puolelle, jotta turvattaisiin esim. riittävän korkea glukoosipitoisuus verenkierrossa. Anabolinen ja katabolinen tila siis vuorottelevat elimistössä, ja aineenvaihdunnan nettovaikutus (se onko kokonaistilanne anabolinen vai katabolinen) riippuu yksilön iästä ja elämäntilanteesta. Anabolinen tila on tyypillisesti vallalla kasvuvaiheessa olevilla henkilöillä, mutta myös voimakkaan fyysisen harjoittelun alaisena olevat sekä sairauksista toipuvat henkilöt ovat yleensä pitkäkestoisessa anabolisessa tilassa. Katabolinen tila sen sijaan vallitsee useimmilla ikääntyneillä henkilöillä, sillä vanhenemiseen liittyy lihasmassan pieneneminen. Samaten erittäin vähäisessä fyysisessä rasituksessa, kuten pysyvässä vuodelevossa olevilla henkilöillä aineenvaihdunta on tyypillisesti painottunut kataboliaan.
Aineenvaihduntaa säätelevät monet aktivaattorit kuten kasvutekijät, hormonit, vitamiinit ja hivenaineet. Aineiden vaihtuminen eliön ja ympäristön välillä, siis eritteiden poistuminen, hengitys ja ravinnon otto ulkopuolelta, ovat edellytyksenä eliön sisäiselle aineenvaihdunnalle.
Aineenvaihdunta voidaan jakaa primaarimetaboliaan ja sekundaarimetaboliaan. Tässä jaossa tarkastellaan sitä, miten tarpeellisia metaboliassa tuotetut yhdisteet ovat eliön hengissä pysymisen kannalta: primaarimetaboliaan kuuluvat kaikki tärkeät elintoiminnot, kuten tärkeiden rakenneosien ja energian tuotanto, kasveilla yhteyttäminen, soluhengitys jne., ja sekundaarimetaboliaan sellaiset toiminnot, joilla ei ole suoraa vaikutusta eliön hengissä pysymiseen, kuten erilaisten myrkkyjen ja väriaineiden tuotanto.
Tärkeimpiä elintoimintoja ylläpitää perusaineenvaihdunta. Siihen kuuluvat keuhkojen ja sydämen toiminta, kemiallisten yhdisteiden eristys ja synteesit, sekä ionien siirto solukalvojen läpi. Vuorokautisesta kokonaisenergiankulutuksesta 65–75 prosenttia on perusaineenvaihduntaa. Perusaineenvaihdunta koostuu aivojen (21 %), lihasten (22 %), maksan (18 %), munuaisten (6 %), sydämen (12 %) ja muiden kudosten (21 %) energiankulutuksesta. Sen suuruuteen vaikuttaa sukupuoli, ikä, kehon tyyppi ja koostumus, paasto, lämpötila ja laihduttaminen.
Naisten keskimääräinen perusaineenvaihdunta on lähes 20 prosenttia hitaampaa kuin miesten, ja he kuluttavat levossa keskimäärin 23 prosenttia vähemmän energiaa: 3,8 kJ/min miesten 4,2 kJ/min verrattuna. Erot selittyvät lähinnä sillä, että miehillä on parempi hapenottokyky ja heidän kehossaan on yleensä enemmän lihaksia ja vähemmän rasvaa. Naisille ihanteellinen huonelämpötila on edellä mainituista syistä 2-3 Celsius-astetta korkeampi kuin miehillä.
Aineenvaihdunta hidastuu ihmisen ikääntyessä.