การเผาผลาญ: หน้าที่งานบทบาทและโรค

การเผาผลาญคือการเปลี่ยนสารชีวเคมีโดยระบบเอนไซม์ของสิ่งมีชีวิต สารสื่อกลางหรือที่เรียกว่าสารเมตาบอไลต์จะเกิดขึ้น การเผาผลาญทั้งหมดขึ้นอยู่กับการเผาผลาญอย่างต่อเนื่องของสารเคมี

การเผาผลาญคืออะไร?

คำว่าการเผาผลาญใช้ในชีววิทยาและการแพทย์เพื่ออธิบายการเปลี่ยนหรือการสลายของสารเคมีซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของการเผาผลาญ คำว่าการเผาผลาญใช้ในชีววิทยาและการแพทย์และหมายถึงการเปลี่ยนหรือการสลายของสารเคมีซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของการเผาผลาญ ในภาษากรีกคำว่าเมแทบอลิซึมยังเรียกอีกอย่างว่าเมตาบอลิซึม การเผาผลาญเป็นสิ่งจำเป็นเพื่อรักษาหน้าที่สำคัญของสิ่งมีชีวิต มีการเผาผลาญที่เรียกว่า catabolic และ anabolic ในการเผาผลาญแคตาบอลิกตัวอย่างเช่นวัสดุชีวภาพโพลีเมอร์สูงที่อุดมด้วยพลังงานจากอาหารจะถูกทำลายลงด้วยการปลดปล่อยพลังงาน การย่อยสลายเกิดขึ้นในสามขั้นตอน ขั้นแรกบล็อกการสร้างแต่ละรายการจะถูกสร้างขึ้นจาก polysaccharides (น้ำตาลหลายชนิด) ไขมันและ โปรตีน. ในกรณีของ polysaccharidesนี่คือ hexoses (กลูโคส, ฟรักโทส) และ pentoses ไขมันถูกแบ่งออกเป็น กรดไขมัน และ กลีเซอรอลและ โปรตีน ในทางกลับกันเป็นที่มาของแต่ละบุคคล กรดอะมิโน. โมโนเมอร์ทั้งหมดเหล่านี้แสดงถึงเมตาบอลิซึมของเมแทบอลิซึมเนื่องจากสามารถแยกย่อยออกไปได้อีกหรือมีส่วนช่วยในการสร้างวัสดุชีวภาพของร่างกาย การเผาผลาญของ anabolic ช่วยให้เกิดการสะสมของสารประกอบเชิงซ้อนภายในจากวัสดุเริ่มต้นที่ง่ายกว่า เมตาบอไลต์ของการเผาผลาญแคตาบอลิกเรียกว่าแคตาโบไลต์และเมตาบอลิซึมของโบลิคเรียกว่าแอนาโบไลท์ อินเทอร์เฟซจากการเผาผลาญ anabolic ไปจนถึง catabolic คือการเผาผลาญขั้นกลางที่เรียกว่า สารเมตาบอไลต์จำนวนมากเป็นวัตถุดิบเริ่มต้นของกระบวนการอะนาโบลิกและคาตาโบลิก สารแปลกปลอมยังถูกเผาผลาญในร่างกายและเปลี่ยนเป็นก น้ำ- รูปแบบการขับถ่ายที่ละลายน้ำได้ สารแปลกปลอมเหล่านี้ ได้แก่ ยาเสพติดแต่ยังเป็นสารพิษ

ฟังก์ชั่นและงาน

การเผาผลาญมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อร่างกาย ร่างกายได้รับพลังงานจากการเปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่องของสาร (ในระหว่างการย่อยสลายของสารชีวโมเลกุลที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูงที่อุดมด้วยพลังงาน) พลังงานเคมีของสารประกอบเริ่มต้นจะถูกปลดปล่อยและเปลี่ยนเป็นความร้อนและพลังงานจลน์เพื่อรักษาการทำงานของร่างกาย ในกระบวนการ, คาร์บอน ไดออกไซด์และ น้ำ ถูกผลิตขึ้นที่ส่วนท้ายสุดของกระบวนการ catabolic การย่อยสลายนี้เกิดขึ้นผ่านสารระดับกลางหลายชนิดซึ่งสามารถนำกลับมารวมกันใหม่ในกระบวนการทางร่างกายแบบอะนาโบลิกเป็นสารที่เรียกว่าสาร พลังงานที่ปล่อยออกมาระหว่างกระบวนการย่อยสลายจะถูกเก็บไว้ชั่วคราวใน a ฟอสเฟต พันธบัตร (ดู ATP, GTP หรืออื่น ๆ ) โดยทำลาย ฟอสเฟต พันธะพลังงานถูกปล่อยออกมาซึ่งสามารถเปลี่ยนกลับเป็นพลังงานเคมีของโมเลกุลขนาดใหญ่ในกระบวนการอะนาโบลิก ดังนั้นเส้นทางการเผาผลาญ catabolic และ anabolic จึงเชื่อมโยงกันอย่างใกล้ชิด นอกจากนี้แต่ละขั้นตอนของเส้นทางการเผาผลาญคาตาโบลิกหรืออะนาโบลิกจะผลิตสารที่ย่อยสลายหรือใช้ในการสร้างสารประกอบที่ซับซ้อนมากขึ้น เส้นทางการเผาผลาญที่เมตาโบไลต์แต่ละชนิดมาจากแหล่งกำเนิดนั้นไม่สำคัญ อินเทอร์เฟซของการเผาผลาญ catabolic และ anabolic นี้เรียกว่าการเผาผลาญระดับกลาง สิ่งมีชีวิตอยู่ในสภาวะสมดุลเสมอจากสารเคมีที่จ่ายให้กับสารเคมีที่ถูกกำจัดออกไป ในกระบวนการนี้สิ่งมีชีวิตของสัตว์ใช้พลังงานเคมีจากสารอินทรีย์แตกตัวเป็นสารอนินทรีย์ที่เรียบง่าย สิ่งมีชีวิตในพืชดูดซับพลังงานแสงอาทิตย์ในรูปของแสงและเปลี่ยนเป็นพลังงานเคมีโดยการสร้างสารอินทรีย์จากสารอนินทรีย์ นอกเหนือจากการเผาผลาญซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของการเผาผลาญตามปกติแล้วยังมีการเผาผลาญสารแปลกปลอมที่กินเข้าไปด้วย การเผาผลาญเหล่านี้มักเกิดขึ้นในไฟล์ ตับ. เหล่านี้เป็นส่วนใหญ่ ล้างพิษ ปฏิกิริยา ยายังต้องเผชิญกับปฏิกิริยาเหล่านี้ โดยรวมแล้วสิ่งนี้เรียกว่าการเปลี่ยนแปลงทางชีวภาพ ในระยะแรกจะเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชั่นหรือรีดักชันหรือไฮโดรไลซิส ในกรณีของสารพิษที่ออกฤทธิ์หลักหรือยาที่ออกฤทธิ์หลักผลกระทบในกระบวนการนี้จะลดลง อย่างไรก็ตามหากกินยาในรูปแบบ prodrug ประสิทธิภาพจะพัฒนาหลังจากปฏิกิริยาระยะที่ 1 เท่านั้น สิ่งเดียวกันนี้สามารถเกิดขึ้นได้กับสารที่ไม่เป็นพิษเป็นหลักสารพิษบางชนิดจะพัฒนาในร่างกายก่อนโดยผ่านการเผาผลาญที่สอดคล้องกัน มีการสร้างสารที่เกิดขึ้นในระยะที่ 1 น้ำ- ละลายในระยะที่สองโดยการเปลี่ยนแปลงเพิ่มเติมเพื่อให้ไตขับออกได้

โรคและความผิดปกติ

ในบริบทของการเผาผลาญและการเผาผลาญที่สอดคล้องกันนั้นมีนัยสำคัญ สุขภาพ ปัญหาอาจเกิดขึ้นได้หากสารเมตาบอไลต์ไม่สามารถย่อยสลายหรือย่อยสลายได้ไม่ดี ในทางตรงกันข้ามหากปฏิกิริยาในการสร้างสารสำคัญบางอย่างไม่เกิดขึ้น สุขภาพ ผลที่ตามมาสามารถคาดหวังได้เช่นกัน บ่อยครั้งในสถานการณ์เช่นนี้มีความบกพร่องทางพันธุกรรมหรือการเปลี่ยนแปลงโครโมโซม แน่นอน เอนไซม์ ไม่สามารถผลิตได้หรือผลิตได้ไม่เพียงพอเท่านั้น ผลเช่นเดียวกันนี้ยังเกิดจากเอนไซม์บกพร่อง ดังนั้นโรคเกี่ยวกับการเผาผลาญหลายชนิดจึงแสดงการสะสมของสารบางอย่าง ในโรคอื่น ๆ เมตาบอไลต์ที่สำคัญจะไม่ผลิตเลย ในทั้งสองกรณีห่วงโซ่ของปฏิกิริยาที่ซับซ้อนจะหยุดชะงักและปฏิกิริยาบางอย่างมีความสำคัญไม่เกิดขึ้นอีกต่อไป ในโรคที่เรียกว่าการกักเก็บสารหรือสารบางอย่างจะสะสมมากขึ้นในเซลล์หรือแม้กระทั่งภายนอกเซลล์ สิ่งนี้มักนำไปสู่ความเสียหายของอวัยวะอย่างมาก ในกรณีของสารพิษและยามักจะมีการเผาผลาญ นำ ต่อการย่อยสลายของสารในขณะที่ลดผลกระทบ อย่างไรก็ตามยังมีบางกรณีที่กระบวนการเมตาบอลิซึมส่งผลให้เกิดการสร้างสารออกฤทธิ์จากสารเริ่มต้นที่ค่อนข้างไม่เป็นอันตรายซึ่งจะทำให้เกิดพิษในขั้นตอนนี้เท่านั้น กระบวนการเผาผลาญสำหรับสารแปลกปลอมนั้นไม่เฉพาะเจาะจงดังนั้นจึงเป็นไปตามรูปแบบเดียวเสมอ ดังนั้นบางครั้งอาจเป็นกรณีที่กระบวนการเผาผลาญของสารเฉพาะเหล่านี้เป็นปัญหาที่แท้จริง