Izraz metabolizem je pogosto v rabi tudi v pogovornem jeziku. Kljub temu številni ne vejo, kaj točno pomeni ta beseda, ki je posledično pogosto uporabljena narobe. Je metabolizem sopomenka za prebavo? Presnovo? Je to eno in isto?
Metabolizem vključuje številne procese, ki se odvijajo v celicah tvojega telesa oziroma drugih organizmov. Od razgradnje polisaharidov, glikolize, do sinteze maščob – in ko kdo govori o tem, da bi rad pospešil metabolizem, najverjetneje s tem ne misli na pospešeno proizvodnjo maščob – čeprav je tudi to del metabolizma. Da se boš lažje znašel v tej zmešnjavi na videz sinonimnih in ohlapnih pojmov, si preberi, kaj je metabolizem in kako deluje.
Metabolizem – reakcije v celicah organizmov
Metabolizem je skrbno regulirana in usklajena aktivnost celice, ki vključuje raznovrstne metabolne poti. Preko teh celica pridobi kemično energijo iz sončne (velja za fotosintetske organizme) ali pa z razgradnjo hranilnih snovi iz okolice. Omogočajo ji pretvorbo hranilnih molekul v gradnike svojih molekul in sintezo ter razgradnjo biomolekul, ki so potrebne za posebne celične funkcije. To so med drugim membranski lipidi, prenašalci signalov in pigmenti. S pomočjo metabolizma celica tudi polimerizira monomere v makromolekule: proteine, nukleinske kisline in polisaharide. Metabolizem je torej zelo širok, a dobro definiran pojem.
Metabolizem = katabolizem + anabolizem
Tudi za izraza katabolizem in anabolizem si morda že slišal, predvsem v povezavi s športno vadbo in prehrano. Gre za to, da metabolne poti lahko razdelimo na tiste, ki energijo proizvajajo, in take, ki jo porabljajo. Serije med seboj povezanih reakcij torej tvorijo metabolne poti. Nekatere med njimi energijo večinoma proizvajajo. V biokemijskem žargonu rečemo, da gre za eksergonske procese. Te metabolne poti tvorijo katabolizem. Druge metabolne poti pa to energijo trošijo v tako imenovanih endergonskih procesih za gradnjo kompleksnih molekul. Temu rečemo anabolizem oziroma biosinteza.
Za življenje je pomembna energija
Metabolizem si torej lahko predstavljaš kot raznovrstne procese, preko katerih organizmi energijo pretvarjajo iz ene oblike v drugo, glede na trenutne potrebe. Tudi za žive organizme namreč veljajo povsem splošni zakoni termodinamike, ki si jih spoznal pri fiziki. Živi organizmi ne morejo energije ustvariti iz nič, niti je uničiti. Lahko jo zgolj pretvarjajo iz ene oblike v drugo. Pri tem povečujejo entropijo (oziroma »nered«) vesolja. Za preživetje organizmov je ključno, da so sposobni porabljati uporabno energijo iz okolja in sproščati odvečno energijo v obliki toplote nazaj v okolje.
Energija Sonca, ki je številni organizmi ne morejo koristiti neposredno
Odvečne toplotne energije, ki jo organizmi sproščamo v okolje, ne moremo več porabiti za metabolizem. To pomeni, da potrebujemo za življenje stalen vir energije. To vlogo ima Sonce, ki na Zemljo dovaja nepredstavljive količine energije. A veliko organizmov (tudi ti) te energije ne more neposredno uporabiti. Verjetno si že slišal za avtotrofe in heterotrofe. Tu je spet pogosta zmota, da se delitev nanaša na to, ali organizmi kisik proizvajajo ali porabljajo. V resnici organizme razdelimo glede na vir ogljika, ki ga ti dobijo iz okolja. Avtotrofni oziroma samooskrbujoči organizmi kot edini vir ogljika uporabljajo atmosferski ogljikov dioksid, torej anorganski vir. To so fotosintetske bakterije in rastline. Heterotrofni organizmi, kamor spada tudi človek, pa se hranijo z drugimi organizmi. Vir ogljika zanje so torej kompleksne organske spojine. Vse višje živali in večina mikroorganizmov spada med heterotrofe.
ATP, oksidacija in redukcija
Pri katabolizmu se kompleksne hranilne snovi razgradijo v enostavne, energijsko revne končne produkte: ogljikov dioksid, amonijak, laktat, vodo … Izhodne spojine so najpogosteje ogljikovi hidrati, maščobe in proteini. Energija se sprosti in shrani v obliki kemične energije: ATP molekul. Pri katabolizmu so značilne reakcije oksidacije. Pri anabolizmu gre za biosintezo kompleksnih bioloških molekul z nizko entropijo (visoko stopnjo »urejenosti«) iz enostavnejših molekul. Pri tem se energija porablja, tipične pa so reakcije redukcije. Tako se iz aminokislin sintetizirajo proteini, iz sladkorjev polisaharidi, iz maščobnih kislin najrazličnejši lipidi in iz dušikovih baz nukleinske kisline.
Iz splošnega izraza metabolizem, ki se nanaša na celične procese, izhaja tudi izraz bazalni metabolizem. Ta ima nekoliko drugačen pomen – pomembna je predvsem količina energije, ki jo telo porabi za vzdrževanje potrebnih procesov. Poglej si, kako ga lahko izračunaš in vplivaš nanj.
Novinar
