Metabolismus ist die Menge chemischer Reaktionen, die Zellen entwickeln, wenn sie für den Abbau oder die Synthese verschiedener Substanzen verantwortlich sind. Dies sind mehrere Verfahren, die das Wachstum, den Lebensunterhalt und die Reproduktion jeder Zelle ermöglichen.
Der Stoffwechsel betrachtet zwei Momente: Katabolismus und Anabolismus. Im Rahmen des Katabolismus wird Energie freigesetzt, während im Anabolismus diese Energie zur Durchführung verschiedener Aktionen verwendet wird. Beide Stoffwechselprozesse ergänzen sich daher.
Beim Katabolismus bauen sich beispielsweise Nahrungsmittelmoleküle ab und oxidieren. Die freigesetzte Energie wird dann im Anabolismus für die Synthese komplexer Moleküle verwendet.
Der Stoffwechsel erfolgt über die sogenannten Stoffwechselwege, bei denen es sich um Sequenzen chemischer Reaktionen handelt, die es ermöglichen, ein Ausgangssubstrat dank des Eingreifens verschiedener Enzyme in ein Endprodukt umzuwandeln. Diese Routen zielen darauf ab, Ressourcen zu sparen.
Es ist wichtig zu beachten, dass der Körper durch den Stoffwechsel zwischen nahrhaften und toxischen Substanzen unterscheidet. Nährstoffe werden als Energie verwendet, während Giftstoffe verworfen werden.
Die Synthese von Biomolekülen wie Lipiden, Kohlenhydraten und Aminosäuren ist eine der wesentlichen Funktionen des Stoffwechsels. Viele dieser Biomoleküle interagieren dagegen für die Entwicklung von Makromolekülen wie Proteinen und DNA (Desoxyribonukleinsäure).
Angesichts der ständigen Veränderungen in der Umwelt ist der Körper für die Regulierung der Stoffwechselreaktionen verantwortlich, um die Homöostase zu erhalten, dh die zellulären Bedingungen, die die Interaktion mit der Umwelt und die Reaktion auf Reize ermöglichen.
Jeder Organismus ist ständig Elementen und chemischen Verbindungen ausgesetzt, die er nicht für die Nahrung verwenden kann und die, wenn sie sich in seinen Zellen ansammeln, schädlich wären, weil sie keine Stoffwechselfunktion erfüllen würden. Der Name, den sie alle als Gruppe erhalten, ist Xenobiotika, wo wir natürliche Gifte, Antibiotika und synthetische Drogen finden, deren Entgiftung für mehrere metabolisierende xenobiotische Enzyme verantwortlich ist.
In unserer Spezies umfassen die fraglichen xenobiotischen Enzyme UDP-Glucoronyltransferasen, Glutathion-s-Transferasen und Cytochromoxidasen P450. Die Wirkung dieses Enzymsystems findet in drei Phasen statt. Alles beginnt mit der Oxidation von Xenobiotika, setzt sich mit der Konjugation wasserlöslicher Gruppen fort und endet mit der Ausscheidung. Vor dem Ende dieser letzten Stufe kann das modifizierte Xenobiotikum über Exozytose aus der Zelle entfernt werden; bei mehrzelligen Organismen kann es auch einen anderen Metabolisierungsprozess durchlaufen.
Diese Reaktionen sind auf dem Gebiet der Ökologie angesichts des mikrobiellen biologischen Abbaus (auch als biologische Abbaubarkeit bezeichnet) von Schadstoffen und der biologischen Sanierung kontaminierter Böden, dh eines Prozesses, der sie in ihren natürlichen Zustand zurückversetzt, sehr relevant.
Die Leberclearance von Arzneimitteln ist ein sehr häufiger Fall des xenobiotischen Stoffwechsels. Alles beginnt, wenn das Produkt den Körper erreicht, entweder oral oder parenteral, durch den Darm bzw. durch das Blut. Wenn es die Leber erreicht, durchläuft es zwei oben erwähnte Stoffwechselphasen, wonach es oxidiert und konjugiert wird, bevor es in die Galle oder ins Blut gelangt und über Kot, Urin, Atmung oder andere Flüssigkeiten ausgeschieden wird.
Der minimale Energiewert, den eine Zelle zum Überleben benötigt, wird als Grundumsatz bezeichnet. Die Zelle nutzt diese Energie für chemische Reaktionen, die mit grundlegenden Stoffwechselfunktionen wie der Atmung zusammenhängen. Es gibt mehrere Faktoren, die den Grundumsatz beeinflussen: Alter, Gewicht und Geschlecht sind einige davon.