Celler är de minsta enheterna av levande saker som har alla egenskaper som är förknippade med livet. En av dessa definierande egenskaper är ämnesomsättning, eller användningen av molekyler eller energi som samlats in från miljön för att genomföra de biokemiska reaktionerna som krävs för att förbli vid liv och i slutändan reproducera.

Metaboliska processer, ofta benämnda metabola vägar, kan delas upp i de som är anabola och eller som innefattar syntes av nya molekyler, och de som är kataboliska
, som involverar nedbrytningen av befintliga molekyler.

I allmänhet handlar anabola processer om att bygga ett hus och byta ut saker som fönster och rännor efter behov, och kataboliska processer handlar om att ta utslitna eller trasiga delar av huset för att bromsa. Om dessa görs i konsert i rätt takt kommer huset att finnas i ett så stabilt tillstånd som möjligt, men aldrig passivt.
Översikt över metabolism -

Celler och vävnaderna som de bildar genomgår ständigt "dubbelriktad" "ämnesomsättning, vilket innebär att medan vissa saker flyter i en anabol riktning, andra går i motsatt riktning.

Detta är kanske tydligare på nivån för hela organismer: Om du bränner genom glukos
medan du snurrar för att komma ikapp din hund (katabolisk process), fortsätter papperet på din hand från dagen innan att läka (anabole process). Men samma dikotomi är i arbete i enskilda celler.

Cellulära reaktioner katalyseras av speciella globulära proteinmolekyler som kallas enzymer, som per definition deltar i kemiska reaktioner utan att ändras till slut. De påskyndar reaktionerna kraftigt - ibland med en faktor på över tusen - och fungerar därmed som katalysatorer.

Anabola reaktioner kräver vanligtvis en energitillförsel och är därför endotermiska
(löst översatt, "värme till insidan"). Detta är vettigt; du kan inte växa eller bygga muskler såvida du inte äter, med ditt matintag vanligtvis skala till intensiteten och varaktigheten av en given aktivitet.

Kataboliska reaktioner är vanligtvis exotermiska
("värme till utanför ") och frigör energi, varav en stor del utnyttjas av cellen i form av adenosintrifosfat (ATP) och används för andra metaboliska processer.
Substrates of Metabolism -

De viktigaste strukturella elementen i kroppen och molekylerna det kräver för bränsle plus vävnadstillväxt och ersättning består av monomerer
, eller små upprepande enheter inom en större helhet, kallad en polymer
.

Dessa enheter kan vara identiska, som med glukosmolekylerna arrangerade i långa kedjor av lagringsbränslet glykogen
, eller de kan vara likartade och kommer i "smaker", som med nukleinsyror och nukleotiderna som utgör dem.

De tre viktigaste makronäringsämnena och klasserna av makromolekyler i mänsklig näring, kallad kolhydrater,, protein s och fetter
, består var och en av sin egen typ av monomer.

Glukos är det grundläggande substratet för hela livet på jorden, där varje levande cell kan metabolisera den för energi . Som noterats kan glukosmolekyler kopplas till "kedjor" för att bilda glykogen, som hos människor främst finns i muskel och levern. Proteiner består av monomerer hämtade från en grabbag med 20 olika aminosyror.

Fetter är inte polymerer eftersom de består av tre fettsyror kopplade till en "ryggrad" i den tre-kol-molekylen glycerol
. När de växer eller krymper inträffar detta genom tillsats eller borttagning av atomer till ändarna av fettsyrakedjorna, snarare som ett huvud "E" med den vertikala delen kvar i samma storlek men de horisontella staplarna varierar i längd.
Vad är anabol metabolism?

Överväg att få en låda med byggstenar av leksaker av obegränsad storlek. Många är identiska utom i sin färg; andra har olika storlekar, men kan sammanfogas; ännu andra är inte avsedda att ansluta oavsett vilken konfiguration du väljer. Du kan skapa identiska konstruktioner som inkluderar säga, tre till fem stycken, och koppla samman dessa på ett sådant sätt att korsningarna på dessa konstruktioner också är identiska.

Detta är i huvudsak anabola metabolism i aktion. De enskilda grupperna på tre till fem leksaksstycken representerar "monomerer" och den färdiga produkten är analog med "polymer". Och i celler, istället för att dina händer gör arbetet med att sätta ihop bitarna, leder enzymer processen. I båda fallen är nyckelaspekten en tillförsel av energi för att generera molekyler med större komplexitet (och vanligtvis också större storlek).

Exempel på anabola processer inkluderar, förutom proteinsyntes, glukoneogenes
(syntes av glukos från olika uppströmsubstrat), syntes av fettsyror, lipogenes
(syntesen av fetter från fettsyror och glycerol) och bildningen av urea
och < em> ketonkroppar
. - Vad är katabolisk metabolism?

För det mesta är kataboliska processer, i nivå med individuella reaktioner, inte bara motsvarande anabola reaktioner som körs i omvänd riktning, även om många av dem är desamma. Vanligtvis är olika enzymer involverade.

Till exempel är det första steget i glykolys
(katabolismen av glukos) tillsatsen av en fosfatgrupp till glukos, med tillstånd av enzymet hexokinas och bildar glukos-6-fosfat. Men det sista steget i glukoneogenesen, avlägsnandet av fosfatet från glukos-6-fosfat för att bilda glukos, katalyseras av glukos-6-fosfatas.

Andra viktiga kataboliska processer som pågår i din kropp är glykogenolys
(nedbrytningen av glykogen i muskel eller lever), lipolys
(avlägsnande av fettsyror från glycerol), beta-oxidation
("förbränningen" av fettsyror) , och nedbrytningen av ketoner, proteiner eller enskilda aminosyror.
Att hålla en balans av anabola och kataboliska metabolism

Att hålla kroppen i linje med dess behov i realtid kräver en hög grad av respons och samordning. Hastigheterna för anabola och kataboliska reaktioner kan kontrolleras genom att variera mängden enzym eller substrat mobiliserat till en given del av cellen, eller genom återkopplingshämning
, i vilken ackumuleringen av en produkt signalerar reaktionen uppströms till fortsätta långsammare.

Också, och viktigare, ur synvinkeln för att visualisera ämnesomsättningen holistiskt, kan substrat från en makronäringsväg shuntas in i den hos en annan efter behov.

Ett exempel på denna integration av vägar är att aminosyrorna alanin och glutamin, förutom att fungera som byggstenar för proteiner, också kan gå in i glukoneogenes. För att detta ska hända måste de kasta ut sitt kväve, som hanteras av enzymer som kallas transaminaser.