التمثيل الغذائي هو تحويل المواد الكيميائية الحيوية عن طريق نظام إنزيم الكائنات الحية. تتشكل المركبات الوسيطة ، المعروفة أيضًا باسم المستقلبات. يعتمد التمثيل الغذائي بأكمله على التمثيل الغذائي المستمر للمواد الكيميائية.
ما هو التمثيل الغذائي؟
يستخدم مصطلح التمثيل الغذائي في علم الأحياء والطب لوصف تحويل أو انهيار مادة كيميائية كجزء من عملية التمثيل الغذائي. يستخدم مصطلح التمثيل الغذائي في علم الأحياء والطب ويشير إلى تحويل أو انهيار مادة كيميائية كجزء من عملية التمثيل الغذائي. في اليونانية ، يشار إلى مصطلح التمثيل الغذائي أيضًا باسم التمثيل الغذائي. التمثيل الغذائي ضروري للحفاظ على الوظائف الحيوية للكائن الحي. هناك ما يسمى التمثيل الغذائي التقويضي والابتنائية. في عملية التمثيل الغذائي لتقويضي ، على سبيل المثال ، يتم تفكيك المواد الحيوية الغنية بالطاقة عالية البوليمر من الطعام مع إطلاق الطاقة. التدهور يحدث على ثلاث مراحل. أولاً ، يتم تشكيل لبنات البناء الفردية من السكريات (السكريات المتعددة) والدهون و البروتينات. في حالة السكريات، هذه هي السداسيات (جلوكوز, سكر الفاكهة) و pentoses. يتم تقسيم الدهون إلى الأحماض الدهنية و الغليسيرولو البروتينات هي بدورها مصدر الفرد الأحماض الأمينية. كل هذه المونومرات تمثل مستقلبات التمثيل الغذائي ، حيث يمكن إما أن تتحلل أكثر أو تساهم مرة أخرى في بناء المواد الحيوية في الجسم. يوفر التمثيل الغذائي الابتنائي لتراكم المركبات المعقدة الذاتية من مواد بدء أبسط. تسمى مستقلبات الأيض التقويضي بالمستقلبات وتسمى مستقلبات التمثيل الغذائي الابتنائية. الواجهة من التمثيل الغذائي إلى التمثيل الغذائي هو ما يسمى التمثيل الغذائي الوسيط. العديد من المستقلبات هي المادة الأولية لكل من العمليات الابتنائية والتقويضية. يتم أيضًا استقلاب المواد الغريبة في الجسم وتحويلها إلى أ ماء-شكل قابل للذوبان في الإخراج. وتشمل هذه المواد الغريبة المخدرات، ولكن أيضًا السموم.
الوظيفة والمهمة
الأيض له أهمية كبيرة للجسم. يتم تزويد الجسم بالطاقة من خلال التحول المستمر للمواد (أثناء تحلل الجزيئات الحيوية الغنية بالطاقة عالية الوزن الجزيئي). يتم إطلاق الطاقة الكيميائية للمركبات الأولية وتحويلها إلى حرارة وطاقة حركية للحفاظ على وظائف الجسم. في العمليه، كربون ثاني أكسيد و ماء يتم إنتاجها في أدنى نهاية عمليات تقويضية. يحدث هذا التحلل عن طريق العديد من المواد الوسيطة ، والتي يمكن أيضًا إعادة دمجها في عمليات الجسم الابتنائية مثل ما يسمى بالمستقلبات. يتم تخزين الطاقة المنبعثة أثناء عمليات التدهور مؤقتًا في فوسفات السندات (انظر ATP أو GTP أو غيرهما). عن طريق كسر فوسفات السندات ، يتم إطلاق الطاقة التي يمكن تحويلها مرة أخرى إلى طاقة كيميائية لجزيء ضخم في عملية الابتنائية. ولذلك فإن المسارات الاستقلابية والتقويضية مرتبطة ارتباطًا وثيقًا. علاوة على ذلك ، فإن كل خطوة من مسار تقويضي أو استقلابي تنتج مستقلبات إما أن تتحلل أو تستخدم لبناء مركبات أكثر تعقيدًا. المسار الأيضي الذي ينشأ منه المستقلب الفردي ليس حرجًا. تسمى واجهة التمثيل الغذائي التقويضي والابتنائية التمثيل الغذائي الوسيط. يكون الكائن الحي دائمًا في حالة توازن مستقرة من المواد الكيميائية الموردة إلى المواد الكيميائية التي تمت إزالتها. في هذه العملية ، تستخدم الكائنات الحية الطاقة الكيميائية من المواد العضوية ، وتقسيمها إلى مواد غير عضوية بسيطة. تمتص الكائنات النباتية الطاقة الشمسية على شكل ضوء وتحولها إلى طاقة كيميائية عن طريق تكوين مواد عضوية من مواد غير عضوية. بالإضافة إلى التمثيل الغذائي كجزء من التمثيل الغذائي الطبيعي ، يتم أيضًا استقلاب المواد الغريبة المبتلعة. تحدث عمليات التمثيل الغذائي هذه دائمًا في كبد. هذه في الغالب تخلص من السموم تفاعلات. الأدوية تخضع أيضًا لردود الفعل هذه. بشكل عام ، يشار إلى هذا باسم التحول الأحيائي. في المرحلة الأولى ، تحدث تفاعلات الأكسدة أو الاختزال أو التحلل المائي. في حالة وجود سم يعمل بشكل أساسي أو دواء يعمل بشكل أساسي ، يقل التأثير في هذه العملية. ومع ذلك ، إذا تم تناول الدواء كعقار أولي ، فإن الفعالية تتطور فقط بعد تفاعلات المرحلة الأولى. يمكن أن يحدث الشيء نفسه مع مادة غير سامة في المقام الأول ، حيث تتطور بعض السموم أولاً في الجسم من خلال عمليات التمثيل الغذائي المقابلة. تتكون المستقلبات في المرحلة الأولى ماء- قابلة للذوبان في المرحلة الثانية من خلال مزيد من التحولات بحيث يمكن إفرازها عن طريق الكلى.
الأمراض والاضطرابات
في سياق التمثيل الغذائي والاستقلاب المقابل ، هام الصحية يمكن أن تحدث مشاكل إذا كان المستقلب إما لا يمكن تكسيره أو أنه يتحلل بشكل سيئ. على العكس من ذلك ، إذا فشلت التفاعلات لتشكيل مستقلبات مهمة معينة ، الصحية يمكن توقع العواقب كذلك. في كثير من الأحيان ، في مثل هذه الحالات ، يوجد خلل وراثي أو تغيير في الكروموسومات. تأكيد الانزيمات لا يمكن إنتاجه أو يمكن إنتاجه بشكل غير كافٍ. يحدث نفس التأثير أيضًا بسبب إنزيم معيب. وبالتالي ، تظهر العديد من أمراض التمثيل الغذائي تراكمًا لبعض المستقلبات. في أمراض أخرى ، لا يتم إنتاج مستقلبات مهمة على الإطلاق. في كلتا الحالتين ، تنقطع سلسلة التفاعلات المعقدة وتتوقف ردود الفعل ، التي يعتبر بعضها حيويًا. فيما يسمى بأمراض التخزين ، تتراكم بعض المواد أو المستقلبات أكثر فأكثر في الخلايا أو حتى خارجها. هذا غالبا ما يؤدي إلى تلف كبير في الأعضاء. في حالة السموم والمستحضرات الصيدلانية ، يجب أن يتم التمثيل الغذائي عادة قيادة إلى تحلل المواد مع إضعاف تأثيرها. ومع ذلك ، هناك أيضًا حالات تؤدي فيها عمليات التمثيل الغذائي إلى تكوين مستقلبات نشطة من مواد بدء غير ضارة نسبيًا ، والتي لا تتطور إلا إلى تأثيرها السام في هذه المرحلة. عمليات التمثيل الغذائي للمواد الأجنبية غير محددة وبالتالي تتبع دائمًا نمطًا واحدًا. لذلك ، قد يكون الأمر في بعض الأحيان أن عملية التمثيل الغذائي لهذه المواد المحددة هي المشكلة الحقيقية.
