Le métabolisme est l’ensemble des réactions chimiques que les cellules développent lorsqu’elles sont responsables de la dégradation ou de la synthèse de différentes substances. Ce sont de multiples procédures qui permettent la croissance, la subsistance et la reproduction de chaque cellule.
Le métabolisme envisage deux moments: le catabolisme et l’anabolisme. Dans le cadre du catabolisme, l’énergie est libérée, tandis que dans l’anabolisme, cette énergie est utilisée pour effectuer diverses actions. Les deux processus du métabolisme sont donc complémentaires.
Avec le catabolisme, par exemple, les molécules alimentaires se dégradent et s’oxydent. L’énergie libérée est ensuite utilisée dans l’anabolisme pour la synthèse de molécules complexes.
Le métabolisme s’effectue par les voies dites métaboliques, qui sont des séquences de réactions chimiques qui permettent de convertir un substrat initial en produit final grâce à l’intervention de différentes enzymes. Ces itinéraires visent à économiser des ressources.
Il est important de noter que le corps, par le métabolisme, fait la distinction entre les substances nutritives et celles qui sont toxiques. Les nutriments sont utilisés comme énergie, tandis que les toxines sont éliminées.
La synthèse de biomolécules telles que les lipides, les glucides et les acides aminés est l’une des fonctions essentielles du métabolisme. Beaucoup de ces biomolécules, en revanche, interagissent pour le développement de macromolécules telles que les protéines et l’ADN (acide désoxyribonucléique).
Compte tenu des changements constants dans l’environnement, le corps est responsable de la régulation des réactions du métabolisme pour préserver l’homéostasie, qui est l’ensemble des conditions cellulaires qui permettent l’interaction avec l’environnement et la réponse aux stimuli.
Chaque organisme est constamment exposé à des éléments et des composés chimiques qu’il ne peut pas utiliser pour se nourrir et qui, s’ils s’accumulaient dans ses cellules, seraient nocifs car ils ne rempliraient pas une fonction métabolique. Le nom qu’ils reçoivent tous en tant que groupe est xénobiotiques, où l’on peut trouver des poisons naturels, des antibiotiques et des drogues de synthèse, dont la désintoxication est responsable de plusieurs enzymes xénobiotiques métabolisantes.
Chez notre espèce, les enzymes xénobiotiques en question comprennent les UDP-glucoronyltransférases, les glutathion-s-transférases et les cytochrome oxydases P450. L’action de ce système enzymatique se déroule en trois phases. Tout commence par l’oxydation des xénobiotiques, se poursuit par la conjugaison des groupes hydrosolubles et se termine par l’excrétion. Avant la fin de cette dernière étape, il est possible que le xénobiotique modifié soit retiré de la cellule par exocytose; dans le cas des organismes multicellulaires, il peut également passer par un autre processus de métabolisation.
Ces réactions sont très pertinentes dans le domaine de l’écologie étant donné la biodégradation microbienne (également appelée biodégradabilité) des polluants et la bioremédiation des sols contaminés, c’est-à-dire un processus qui les ramène à leur état naturel.
La clairance hépatique des médicaments est un cas très fréquent de métabolisme xénobiotique. Tout commence lorsque le produit atteint le corps, par voie orale ou parentérale, par l’intestin ou par le sang, respectivement. Lorsqu’il atteint le foie, il passe par deux phases de métabolisme, mentionnées ci-dessus, après quoi il s’oxyde et se conjugue, avant d’aller dans la bile ou le sang, et d’être excrété par les fèces, l’urine, la respiration ou d’autres liquides.
La valeur énergétique minimale dont une cellule a besoin pour survivre est connue sous le nom de métabolisme basal. La cellule utilise cette énergie pour des réactions chimiques liées à des fonctions métaboliques fondamentales, telles que la respiration. Plusieurs facteurs influencent le métabolisme basal: l’âge, le poids et le sexe en sont quelques-uns.