az anyagcsere a kémiai reakciók összessége, amelyeket a sejtek akkor fejlesztenek ki, amikor felelősek a különböző anyagok lebomlásáért vagy szintéziséért. Ezek több olyan eljárás, amelyek lehetővé teszik az egyes sejtek növekedését, megélhetését és reprodukcióját.
a metabolizmus két dolgot fontolgat: a katabolizmust és az anabolizmust. A katabolizmus keretében az energia felszabadul, míg az anabolizmusban ezt az energiát különféle cselekvések végrehajtására használják. Az anyagcsere mindkét folyamata tehát kiegészíti egymást.
például katabolizmussal az élelmiszermolekulák lebomlanak és oxidálódnak. A felszabaduló energiát ezután anabolizmusban használják komplex molekulák szintéziséhez.
az anyagcserét az úgynevezett metabolikus útvonalakon keresztül hajtják végre, amelyek kémiai reakciók szekvenciái, amelyek lehetővé teszik a kezdeti szubsztrát végtermékké történő átalakítását a különböző enzimek beavatkozásának köszönhetően. Ezek az útvonalak az erőforrások megtakarítását célozzák.
fontos megjegyezni, hogy a szervezet az anyagcserén keresztül különbséget tesz a tápláló anyagok és a mérgező anyagok között. A tápanyagokat energiaként használják, míg a toxinokat eldobják.
a biomolekulák, például a lipidek, szénhidrátok és aminosavak szintézise az anyagcsere egyik alapvető funkciója. Ezen biomolekulák közül sok viszont kölcsönhatásba lép a makromolekulák, például a fehérjék és a DNS (dezoxiribonukleinsav) fejlődésében.
tekintettel a környezet állandó változásaira, a szervezet felelős az anyagcsere reakcióinak szabályozásáért a homeosztázis megőrzése érdekében, amely a celluláris állapotok összessége, amelyek lehetővé teszik a környezettel való kölcsönhatást és az ingerekre adott választ.
minden organizmus folyamatosan ki van téve olyan elemeknek és kémiai vegyületeknek, amelyeket nem tud táplálékként felhasználni, és amelyek felhalmozódva a sejtjeiben károsak lennének, mert nem töltenének be metabolikus funkciót. A név, amelyet csoportként kapnak, a xenobiotikumok, ahol természetes mérgeket, antibiotikumokat és szintetikus gyógyszereket találhatunk, amelyek méregtelenítése számos xenobiotikus enzim metabolizálásáért felelős.
fajunkban a szóban forgó xenobiotikus enzimek közé tartoznak az UDP-glükoronil-transzferázok, a glutation-s-transzferázok és a citokróm-oxidázok P450. Ennek az enzimrendszernek a hatása három fázisban zajlik. Mindez a xenobiotikumok oxidációjával kezdődik, a vízben oldódó csoportok konjugációjával folytatódik, és kiválasztódással végződik. Az utolsó szakasz vége előtt lehetséges, hogy a módosított xenobiotikumot exocitózis útján távolítsák el a sejtből; a többsejtű organizmusok esetében egy másik metabolizációs folyamaton is áteshet.
ezek a reakciók nagyon relevánsak az ökológia területén, tekintettel a szennyező anyagok mikrobiális biológiai lebonthatóságára (más néven biológiai lebonthatóságára), valamint a szennyezett talaj bioremediációjára, vagyis egy olyan folyamatra, amely visszaállítja természetes állapotába.
a gyógyszerek máj clearance-e a xenobiotikus anyagcsere nagyon gyakori esete. Mindez akkor kezdődik, amikor a termék orálisan vagy parenterálisan eléri a testet, a bélen keresztül, vagy a véren keresztül. Amikor eléri a májat, az anyagcsere fent említett két fázisán megy keresztül, amely után oxidálódik és konjugálódik, mielőtt az epébe vagy a vérbe kerülne, és ürülékkel, vizelettel, légzéssel vagy más folyadékokkal ürül.
a sejt túléléséhez szükséges minimális energiaértéket bazális anyagcserének nevezik. A sejt ezt az energiát az alapvető anyagcsere-funkciókhoz, például a légzéshez kapcsolódó kémiai reakciókhoz használja fel. Számos tényező befolyásolja a bazális anyagcserét: ezek közül néhány az életkor, a súly és a nem.