Trao đổi chất là sự chuyển hoá các chất sinh hoá nhờ hệ thống enzim của sinh vật. Chất trung gian, còn được gọi là chất chuyển hóa, được hình thành. Toàn bộ quá trình chuyển hóa dựa trên sự chuyển hóa liên tục của các chất hóa học.
Sự trao đổi chất là gì?
Thuật ngữ chuyển hóa được sử dụng trong sinh học và y học để mô tả sự chuyển đổi hoặc phân hủy một chất hóa học như một phần của quá trình trao đổi chất. Thuật ngữ chuyển hóa được sử dụng trong sinh học và y học và đề cập đến việc chuyển đổi hoặc phân hủy một chất hóa học như một phần của quá trình trao đổi chất. Trong tiếng Hy Lạp, thuật ngữ trao đổi chất còn được gọi là sự trao đổi chất. Sự trao đổi chất là cần thiết để duy trì các chức năng sống của sinh vật. Có những cái gọi là trao đổi chất dị hóa và đồng hóa. Trong quá trình trao đổi chất dị hóa, ví dụ, các vật liệu sinh học cao phân tử giàu năng lượng từ thực phẩm bị phá vỡ cùng với việc giải phóng năng lượng. Sự suy thoái diễn ra trong ba giai đoạn. Đầu tiên, các khối xây dựng riêng lẻ được hình thành từ polysacarit (nhiều đường), chất béo và protein. Trong trường hợp polysacarit, đây là những hình lục giác (glucose, fructose) và hoa năm cánh. Chất béo được chia thành axit béo và glixerolvà protein đến lượt nó là nguồn gốc của cá nhân amino axit. Tất cả các monome này đại diện cho các chất chuyển hóa của quá trình trao đổi chất, vì chúng có thể bị phân hủy sâu hơn hoặc góp phần trở lại xây dựng các vật liệu sinh học của chính cơ thể. Quá trình trao đổi chất đồng hóa tạo ra sự tích tụ các hợp chất phức tạp nội sinh từ các nguyên liệu ban đầu đơn giản hơn. Các chất chuyển hóa của quá trình trao đổi chất dị hóa được gọi là chất dị hóa và chất của quá trình chuyển hóa đồng hóa được gọi là chất đồng hóa. Giao diện từ chuyển hóa đồng hóa đến dị hóa được gọi là quá trình trao đổi chất trung gian. Nhiều chất chuyển hóa là nguyên liệu ban đầu của cả quá trình đồng hóa và dị hóa. Các chất lạ cũng được chuyển hóa trong cơ thể và chuyển hóa thành nước- dạng phân không tan. Các chất lạ này bao gồm thuốc, mà còn cả chất độc.
Chức năng và nhiệm vụ
Sự trao đổi chất có tầm quan trọng lớn đối với cơ thể. Cơ thể được cung cấp năng lượng thông qua sự biến đổi không ngừng của các chất (trong quá trình thoái hóa các phân tử sinh học cao phân tử giàu năng lượng). Năng lượng hóa học của các hợp chất ban đầu được giải phóng và chuyển hóa thành nhiệt năng và động năng để duy trì các chức năng của cơ thể. Trong quá trình, carbon điôxít và nước được tạo ra ở cuối thấp nhất của quá trình dị hóa. Sự thoái hóa này diễn ra thông qua một số chất trung gian, cũng có thể được tái hợp nhất thành các quá trình đồng hóa trong cơ thể được gọi là chất chuyển hóa. Năng lượng giải phóng trong quá trình suy thoái được lưu trữ tạm thời trong một phốt phát liên kết (xem ATP, GTP hoặc những thứ khác). Bằng cách phá vỡ phốt phát liên kết, năng lượng được giải phóng có thể được chuyển đổi trở lại thành năng lượng hóa học của một đại phân tử trong một quá trình đồng hóa. Các con đường trao đổi chất dị hóa và đồng hóa do đó liên kết chặt chẽ với nhau. Hơn nữa, mỗi bước của con đường trao đổi chất dị hóa hoặc đồng hóa tạo ra các chất chuyển hóa bị phân hủy hoặc được sử dụng để tạo ra các hợp chất phức tạp hơn. Con đường trao đổi chất mà từ đó chất chuyển hóa riêng lẻ bắt nguồn không quan trọng. Giao diện này của quá trình trao đổi chất dị hóa và đồng hóa được gọi là quá trình trao đổi chất trung gian. Cơ thể sinh vật luôn ở trạng thái cân bằng ổn định từ chất hóa học cung cấp đến chất hóa học bị loại bỏ. Trong quá trình này, các sinh vật động vật sử dụng năng lượng hóa học từ các chất hữu cơ, phá vỡ chúng thành các chất vô cơ đơn giản. Các sinh vật thực vật hấp thụ năng lượng mặt trời dưới dạng ánh sáng và chuyển nó thành năng lượng hóa học bằng cách xây dựng các chất hữu cơ từ các chất vô cơ. Ngoài chuyển hóa như một phần của quá trình trao đổi chất bình thường, các chất lạ ăn vào cũng được chuyển hóa. Những quá trình chuyển hóa này luôn diễn ra trong gan. Đây hầu hết là cai nghiện các phản ứng. Dược phẩm cũng là đối tượng của những phản ứng này. Nhìn chung, điều này được gọi là chuyển đổi sinh học. Trong giai đoạn đầu, các phản ứng oxy hóa, khử hoặc thủy phân diễn ra. Trong trường hợp độc tố tác động chủ yếu hoặc thuốc tác dụng chủ yếu, tác dụng giảm dần trong quá trình này. Tuy nhiên, nếu dược phẩm được sử dụng dưới dạng tiền chất, hiệu quả chỉ phát triển sau các phản ứng ở giai đoạn 1. Điều tương tự cũng có thể xảy ra với một chất chủ yếu không độc hại. Một số chất độc đầu tiên phát triển trong cơ thể thông qua các quá trình chuyển hóa tương ứng. Các chất chuyển hóa được tạo thành trong giai đoạn 1 được tạo ra nước-không hòa tan trong giai đoạn thứ hai bằng cách biến đổi thêm để chúng có thể được bài tiết qua thận.
Bệnh tật và rối loạn
Trong bối cảnh của quá trình trao đổi chất và các chuyển hóa tương ứng, đáng kể sức khỏe các vấn đề có thể xảy ra nếu một chất chuyển hóa không thể bị phân hủy hoặc bị phân hủy kém. Ngược lại, nếu các phản ứng tạo thành một số chất chuyển hóa quan trọng không xảy ra, sức khỏe hậu quả cũng có thể được mong đợi. Rất thường, trong những tình huống như vậy, một khiếm khuyết di truyền hoặc thay đổi nhiễm sắc thể là hiện diện. Chắc chắn enzyme không thể được sản xuất hoặc chỉ có thể được sản xuất không đầy đủ. Tác động tương tự cũng do một enzym bị lỗi. Do đó, nhiều bệnh chuyển hóa cho thấy sự tích tụ của một số chất chuyển hóa. Trong các bệnh khác, các chất chuyển hóa quan trọng hoàn toàn không được tạo ra. Trong cả hai trường hợp, chuỗi phản ứng phức tạp bị gián đoạn và các phản ứng, một số phản ứng quan trọng, không còn diễn ra. Trong cái gọi là bệnh lưu trữ, một số chất hoặc chất chuyển hóa tích tụ ngày càng nhiều trong tế bào hoặc thậm chí bên ngoài tế bào. Điều này thường dẫn đến tổn thương nội tạng đáng kể. Trong trường hợp chất độc và dược phẩm, quá trình chuyển hóa thường phải dẫn đến sự phân huỷ của các chất trong khi làm suy yếu tác dụng của chúng. Tuy nhiên, cũng có trường hợp quá trình chuyển hóa dẫn đến hình thành các chất chuyển hóa có hoạt tính từ các chất ban đầu tương đối vô hại, chúng chỉ phát huy tác dụng gây độc ở giai đoạn này. Các quá trình chuyển hóa đối với các chất lạ là không đặc hiệu và do đó luôn tuân theo một mô hình duy nhất. Do đó, đôi khi có thể xảy ra trường hợp quá trình chuyển hóa của các chất cụ thể này là vấn đề thực sự.
