metabolismo
Como metabolismo ou metabolismo ( grego antigo μεταβολισμός metabolismós , alemão , metabolism ' , com terminação latina -US ) é qualquer conversão química de substâncias no corpo de organismos vivos , por exemplo, a conversão de alimentos em produtos intermediários ( metabólitos ) e final produtos. Esses processos bioquímicos são usados para construir, quebrar e substituir ou manter a substância do corpo ( construção do metabolismo ) , bem como gerar energia para atividades que consomem energia ( metabolismo energético ) e, assim, manter as funções do corpo e, portanto, a vida. As enzimas que aceleram e dirigem ( catalisam ) o metabolismo químico são essenciais para o metabolismo .
Se substâncias estranhas absorvidas de fora são convertidas, fala-se também de metabolismo de substâncias estranhas . A conversão de substâncias estranhas aos organismos em substâncias inerentes ao organismo é chamada de assimilação . O oposto é a dissimilação (decomposição das próprias substâncias do organismo). O metabolismo também inclui a conversão de substâncias nocivas em substâncias excretáveis ( biotransformação ).
Os processos metabólicos são pesquisados principalmente em bioquímica. Eles são de grande importância na medicina e fisiologia (ver também distúrbios metabólicos ). Mas também podem ser interpretados fisicamente , como uma troca de energia livre por ordem: os seres vivos aumentam a ordem e consomem energia no processo. A entropia (desordem) diminui no organismo e aumenta no meio ambiente.
Metabolismo catabólico e anabólico
Todo o metabolismo pode ser dividido em reações catabólicas, que fornecem energia através da quebra de nutrientes quimicamente complexos em substâncias mais simples ( catabolismo ), e reações anabólicas, que criam as próprias substâncias do corpo a partir de blocos de construção simples enquanto consomem energia ( anabolismo ).
O catabolismo e o anabolismo têm uma interface comum: no metabolismo intermediário , moléculas relativamente simples são convertidas, as quais podem ser fornecidas como produtos intermediários ( metabólitos ) tanto pelo metabolismo catabólico quanto pelo anabólico.
Algumas vias metabólicas e suas ligações. (Substâncias para clicar.) |
Vias metabólicas
O metabolismo é uma rede complexa de reações individuais. Grupos de reações que se sucedem são chamados de vias metabólicas . Estes podem ser lineares (por exemplo, glicólise ) ou cíclicos (por exemplo , ciclo do ácido cítrico ).
A maioria das vias metabólicas são anfibólicas, o que significa que funcionam em etapas diferentes, catabólicas e anabólicas. Mesmo que muitas etapas individuais sejam reversíveis , toda a via metabólica é sempre irreversível , uma vez que pelo menos uma etapa da reação ocorre apenas em uma direção anabólica ou catabólica.
Taxa metabólica
A velocidade com que a energia é fornecida pelo metabolismo energético é chamada de taxa metabólica ou taxa de metabolismo . É definido como o gasto de energia do organismo por unidade de tempo. A taxa metabólica basal é o gasto de energia em repouso completo; especialmente em humanos, fala-se da taxa metabólica basal .
Tipos de reação
Reações catalisadas enzimaticamente
De acordo com o sistema de classificação de enzimas IUPAC / IUBMB , existem seis grupos principais de reações enzimáticas. Desse modo, também o metabolismo, nas reações por enzimas catalisadas , será também dividido em seis grupos divididos por reações, a saber: reações redox , reações de transferência de grupo , reações de hidrólise , reações de liase ( adição , hidratação ), reações de isomerização e reações de ligação.
Carga elétrica e corrente catiônica
A célula e a biomembrana não são, de forma alguma, apenas “bolsas” nas quais as enzimas e seus parceiros de reação podem se mover livremente. Em vez disso, eles formam uma barreira impenetrável para moléculas carregadas ( íons ). Nas membranas, entretanto , existem proteínas de membrana que seletivamente permitem que os íons passem através da membrana ou mesmo os transportem ativamente. Ao exportar cátions , os últimos garantem que as membranas sejam eletricamente carregadas positivamente por fora e negativamente por dentro ( potencial de membrana ). Existe energia nesta carga. Ele fica livre para vários processos de transporte e movimento quando os cátions voltam.
Um fluxo de partículas carregadas positivamente flui constantemente através das membranas de praticamente todas as células vivas.
Essa corrente é impulsionada por reações químicas exergônicas . As células nervosas continuamente consomem ATP para manter seu potencial de membrana. Isso é feito lá pelas ATPases , que atuam como bombas de sódio-potássio .
A regeneração do ATP usado baseia-se quase exclusivamente no uso do potencial de membrana pela enzima ATP sintase em quase todos os seres vivos (Fig. 1). Em organelas especializadas (as mitocôndrias ) de animais e plantas, bem como em quase todas as arquéias e bactérias , as oxidorredutases funcionam como bombas catiônicas que mantêm o potencial de membrana. Em humanos, essas são as enzimas da cadeia respiratória . As plantas também usam seu aparato de fotossíntese nos cloroplastos para isso .
transporte
O transporte de substâncias por proteínas de transporte pode ocorrer dentro dos compartimentos celulares , fora das células ou através dos limites dos compartimentos ( biomembrana ). Podem ser processos de difusão pura , difusão facilitada ou ativo, ato de transporte de membrana consumidor de ATP .
Com o Transporter Classification Database (TCDB) está disponível uma classificação das proteínas de transporte sancionadas pelo IUBMB, que, além de sua função, é baseada na origem das proteínas. Com esta definição de transporte, no entanto, todas as proteínas que apenas ligam substâncias temporariamente e são transportadas durante esse tempo (por exemplo, com a corrente sanguínea ) não são registradas. Os principais grupos no TCDB são porinas e canais iônicos , transportadores impulsionados por potencial, transportadores principalmente ativos, fosfotransferases , transportadores de elétrons transmembrana, transportadores auxiliares e outros.
Tipos metabólicos em diferentes grupos de seres vivos
Plantas , algas , algumas bactérias e arqueas operam a fotossíntese . Eles usam a energia da luz para converter dióxido de carbono (do ar nas plantas terrestres ), água e outras matérias-primas no próprio material do corpo. Isso serve para o desenvolvimento e crescimento do organismo imediatamente , ou serve como material de armazenamento, como carboidratos (veja também o ciclo de Calvin ). Os materiais de reserva podem ser posteriormente processados no metabolismo da construção ou no metabolismo energético. Substâncias vegetais secundárias são compostos químicos produzidos pelas plantas, mas não são necessários para a construção do metabolismo nem para o metabolismo energético.
Os animais metabolizam (metabolizam) outros organismos ou seus materiais de armazenamento (como carboidratos, proteínas ou gorduras ) durante sua digestão , ver também quimiotrofia .
Existem outros tipos de metabolismo em microrganismos .
Além disso, a literatura consultiva sobre nutrição e dietas ocasionalmente menciona diferentes “tipos metabólicos” em humanos, consulte Metabolic Typing . As características individuais dentro das espécies individuais nada têm a ver com a classificação de seres vivos mencionada acima . As pessoas diferem nas características de seu metabolismo, bem como em outras características. O ensino de certos "tipos", entretanto, é considerado especulativo e não científico.
Veja também
- Amino metabolismo do ácido , o metabolismo da glicose , no metabolismo do ferro
- Metabolismo de fome
- Metaboloma , metaboloma tumoral
- Efeito Pasteur (metabolismo anaeróbico da D- glicose)
- Elemento de rastreamento
- endocrinologia
- Cometabolismo
literatura
- Dicionário clínico Pschyrembel. Fundado por Willibald Pschyrembel. Editado pelo editor de dicionário da editora. 255ª edição. De Gruyter, Berlin 1986, p.1601 f.
Links da web
- Bioquímica do Metabolismo - informações abrangentes sobre os aspectos bioquímicos do metabolismo
- SuperCYP: Banco de dados do metabolismo do citocromo (Engl.)
- As vias bioquímicas da Roche como um "mapa" para navegação
Evidência individual
- ↑ Nomenclatura IUPAC enzima Recomendação: Recomendações do Comitê de Nomenclatura da União Internacional de Bioquímica e Biologia Molecular sobre a Nomenclatura e Classificação de Enzimas pelas Reações que Elas Catalisam. Em 24 de maio de 2013, acessado em 26 de maio de 2013.