Metabolizmus sa vzťahuje na chemické (metabolické) procesy, ktoré prebiehajú, keď telo premieňa potraviny a nápoje na energiu. Je to zložitý proces, ktorý spotrebúva kalórie a kyslík na tvorbu a uvoľňovanie energie. Táto energia poháňa fyziologické procesy ako napríklad dýchanie, trávenie, cirkuláciu krvi, rast a oprava tkanív, regulácia teploty, pohyb.

Anabolizmus a katabolizmus

Živé organizmy sú jedinečné tým, že dokážu získavať energiu zo svojho prostredia a využívať ju na vykonávanie činností, ako je pohyb, rast a vývoj a rozmnožovanie. Samozrejme, že tieto metabolické cesty prebiehajú v stovkách koordinovaných, viacstupňových reakciách, poháňaných energiou získanou zo živín a/alebo slnečnou energiou.

Na konci tejto cesty sa často nachádzajú veľmi zložité molekuly, ktoré vznikli vďaka jednoduchým molekulám - anabolizmus. Druhou možnosťou je vznik veľmi jednoduchej molekuly ako je napríklad voda a to pri rozložení veľmi zložitých molekúl napríklad cukru – katabolizmus. Pri týchto procesoch sa taktiež uvoľňuje/spotrebúva energia (v živých organizmoch je najmä vo forme ATP).

Limitáciou pre jednotlivé procesy je enzymatická výbava bunky

Každý druh je niečím jedinečný a každá bunka je iná. Nie všetky procesy teda prebiehajú v jednej bunke. To, kde a aký proces prebieha závisí od enzymatickej výbavy bunky. Enzýmy sú proteíny, ktoré v podstate určujú smer tzv. metabolickej cesty (chemickej reakcie). Prítomnosť rôznych enzýmov určuje, čo vznikne z jednotlivých zložiek. Dokonca, ak máme rovnaké látky, tak stačí, že sa len nachádzajú v inom orgáne, kde sa nachádza iný enzým a môže vzniknúť úplne rozdielna látka.

Takýmto príkladom môže byť napríklad kvasenie, pri ktorom sa vďaka rôznym baktériám (a ich enzýmom) z cukru vytvárajú úplne iné produkty:

Kvasinky (enzým pyruvátdekarboxyláza a alkoholdehydrogenáza): Cukor sa premení na etanol (alkohol) a oxid uhličitý. Tento proces sa využíva pri výrobe alkoholických nápojov (pivo, víno) a pečiva (kysnuté cesto).
Baktérie mliečneho kvasenia (enzým laktátdehydrogenáza): Cukor sa premení na kyselinu mliečnu. Tento proces sa využíva pri výrobe kyslomliečnych výrobkov (jogurt, kefír, kyslá kapusta).

V oboch prípadoch je východiskovou látkou cukor, ale vďaka pôsobeniu rôznych enzýmov (obsiahnutých v kvasinkách alebo baktériách) vznikajú rozdielne produkty – etanol alebo kyselina mliečna.

Základné prvky metabolizmu

Sacharidy (cukry), lipidy (tuky) a bielkoviny (proteíny) sú hlavnými zložkami potravín a slúžia ako palivo pre ľudský organizmus. Trávenie (rozklad na menšie časti) týchto živín v tráviacom trakte a následné vstrebávanie (vstup do krvného obehu) konečných produktov trávenia umožňuje tkanivám a bunkám premeniť potenciálnu chemickú energiu potravy (ATP) na užitočnú prácu.

Hlavnými konečnými produktami trávenia potravy sú monosacharidy, najmä glukóza (zo sacharidov); monoacylglycerol a mastné kyseliny s dlhým reťazcom (z lipidov); a malé peptidy a aminokyseliny (z bielkovín).

Zdroje:

https://www.britannica.com/science/metabolism/The-formation-of-ATP

https://my.clevelandclinic.org/health/body/21893-metabolism

https://www.nature.com/scitable/topicpage/nutrient-utilization-in-humans-metabolism-pathways-14234029/