Metabolism

Den här artikeln behöver fler eller bättre källhänvisningar för att kunna verifieras. (2021-11) Åtgärda genom att lägga till pålitliga källor (gärna som fotnoter). Uppgifter utan källhänvisning kan ifrågasättas och tas bort utan att det behöver diskuteras på diskussionssidan.

Metabolism, även kallat ämnesomsättning^[1], är ett sammanfattande namn på de processer där näringsämnen och läkemedel tas upp, omvandlas, bryts ner i kroppen, omsätts till energi och/eller avlägsnas ur kroppen.^[2] Här ingår ett mycket stort antal kemiska reaktioner. Dessa processer utgör grundvalen för själva livet. De gör det möjligt för cellerna att växa och föröka sig, att underhålla de strukturer som cellerna är uppbyggda av och att anpassa sig till förändringar i deras livsmiljö.

Metabolismen styrs av flera överordnade och samordnade organsystem och processer. Sköldkörteln bildar ämnesomsättningshormonerna tyroxin och trijodtyronin vilka reglerar ämnesomsättningens hastighet. Näringsämnena måste spjälkas loss från födan för att kunna upptas av blodet, vilket sker i matspjälkningen, varefter ämnena cirkulerar i blodomloppet tills de når målcellerna. Hjärt- och kärlsystemet självt förser cellerna dels med ämnesomsättningshormoner, dels med syre. Via utsöndringen och mag- och tarmsystemet lämnar slaggprodukter kroppen och ämnen absorberas.

Många av ämnesomsättningens kemiska reaktioner samverkar i välorganiserade kedjor, där en molekyl modifieras i flera steg från en form till en annan, med ett specifikt enzym för varje steg. Enzymerna är centrala för dessa processer, för de gör det möjligt för cellen att utföra termodynamiskt ofördelaktiga processer genom att dessa processer kopplas till processer som är termodynamiskt fördelaktiga. Detta kallas intermediär metabolism. Enzymerna gör också att cellen kan reglera processerna, det vill säga styra hur stor mängd molekyler som förändras, så att olika mängder produceras när förhållandena i omgivningen förändras.

Processerna delas in i två typer:^[2]

• Katabolism, sönderdelning av molekyler för att utvinna energi och byggstenar till andra processer. Ett exempel på detta är cellandning. Ett annat är den matsmältning som sker redan i munhålan och huvudsakligen består av mekanisk och kemisk bearbetning. När maten har processats och näringsämnena har brutits ner från stora molekyler till mindre tas de upp i blodet och transporteras ut till cellerna, antingen för att brytas ner ytterligare och/eller användas av anabolismen. Oanvändbara ämnen kan antingen passera rakt igenom matsmältningskanalen eller utsöndras ur kroppen genom särskilda utsöndringssystem, till exempel njurar och svettkörtlar.

• Anabolism, uppbyggnad av stora molekyler, till exempel proteiner och aminosyror genom sammansättning av flera mindre molekyler. Den tar vid när näringsämnena har brutits ner till hanterbara molekyler.

Levern är viktig i ämnesomsättningen och både producerar enzymer och hanterar ämnen på cellnivå. Här omvandlas för kroppen svårhanterbara ämnen till något användbart eller något som är mera lättlösligt och därmed lättare att bli av med. (Dessa processer kan gå fel, till exempel nedbrytning av alkohol där etanol blir ättiksyra, naturligt förekommande i kroppen, metanol blir i samma process myrsyra som är mycket giftigt.)

Inom farmakokinetik används termen metabolism i betydelsen omvandling av läkemedel i kroppen. Där innebär exempelvis begreppet förstapassagemetabolism att ett läkemedel som intas via munnen förändras innan det når blodomloppet, och begreppet fas II-metabolism att kroppen konjugerar ämnet med någon syra, till exempel fosfat eller glukuronsyra, så att det därigenom blir mer lättlösligt.

Vad kroppen upplever som näring respektive gift beror på vilka processer den har tillgång till i sitt metaboliska system. En del prokaryoter lever på vätesulfid och utvinner sin energi ur den. Men för alla djur är vätesulfid ett gift. Metabolismens snabbhet påverkar starkt hur mycket näring cellen behöver.

Ett slående förhållande med metabolismen är att det finns så stora likheter mellan olika organismer som inte alls är närbesläktade. Så har man till exempel funnit samma karboxylsyror både i bakterien Escherichia coli och i elefantens alla celler. Dessa likheter beror troligen på att processerna fanns i en gemensam förfader i evolutionshistorien.

De ämnen som metaboliserats utsöndras via njurarna i urinen. Fettlösliga ämnen (steroider) utsöndras via gallan. Ibland kan dessa tas upp av tarmarna nedanför gallblåsan och åter transporteras till levern i det så kallade enterohepatiska kretsloppet.