Przemiana materii

Przemiana materii jest podstawą wszystkich procesów życiowych przebiegających w organizmie człowieka. Żeby człowiek mógł żyć i pracować, organizm musi otrzymać pokarm. Aby mogło nastąpić jego przyswojenie, pokarm musi zostać rozłożony przez enzymy na prostsze składniki. Z przewodu pokarmowego trafiają one do tkanek, gdzie służą do budowy komórek lub zostają spalone albo zmagazynowane. Substancje nieprzyswajalne zostają wydalone, w przeciwnym razie mogą zaszkodzić zdrowiu.


Które substancje podlegają przemianie materii?

Organizm przyswaja białka, tłuszcze, węglowodany oraz substancje mineralne. Zarówno metabolizm białek, jak i węglowodanów, tłuszczów oraz przemiana mineralna stanowią specyficzne procesy, angażujące wiele narządów wewnętrznych.


Substancje zasadnicze

Ludzki organizm jest w stanie, w razie potrzeby, samodzielnie wyprodukować wiele niezbędnych substancji, na przykład różne aminokwasy, z których powstają białka. Jednak większość składników, których organizm nie potrafi wytworzyć, musi otrzymać wraz z pożywieniem. Są to tzw. substancje zasadnicze (niezbędne życiowo). Należą do nich, obok niektórych aminokwasów, między innymi nienasycone kwasy tłuszczowe.


W jaki sposób organizm przyswaja substancje odżywcze?

W zależności od sposobu przyswajania substancji odżywczych, wyróżnia się przemiany anaboliczne i kataboliczne.


Anabolizm

Anabolizm jest to przemiana substancji odżywczych, które zostaną wykorzystane przez organizm w procesach syntezy.

Początkowo cenne biologicznie substancje pochodzenia zwierzęcego i roślinnego ulegają rozkładowi na czynniki pierwsze. Na przykład białka rozkładane są na aminokwasy, z których organizm buduje własne białka. W organizmie dorosłego człowieka powstaje w ten sposób ok. 30-40 g białka na dobę, podczas gdy taka sama ilość białka własnego ulega rozkładowi.

W podobny sposób przebiega anabolizm węglowodanów, tłuszczów i substancji mineralnych. Wymiana większości substancji zachodzi dosyć szybko.


Katabolizm

Do przemian anabolicznych oraz wszystkich procesów zachodzących w organizmie potrzebna jest energia, która powstaje w wyniku przemian katabolicznych.

Energia wytwarzana jest podczas spalania węglowodanów i tłuszczów w komórkach. Pojęcie spalania w ramach przemiany materii oznacza łączenie się substancji z tlenem, czyli z chemicznego punktu widzenia jest to utlenianie. Na przykład glukoza ulega stopniowemu utlenieniu do dwutlenku węgla i wody. Z procesami spalania zatem ściśle związane jest oddychanie.

Oddychanie a ciepło

Organizm otrzymuje tlen w procesie oddychania, dzięki któremu zostają również wydalone końcowe produkty przemiany materii w postaci dwutlenku węgla i wody. Energię uzyskaną ze spalania (utleniania) człowiek odczuwa jako ciepło. Organizm zapewnia sobie stałe źródło energii magazynując substancje odżywcze.

Funkcje enzymów

Te wszystkie skomplikowane procesy przebiegają według ściśle określonego planu, który jest zapisany w materiale genetycznym DNA (kwas dezoksyrybonukleinowy). Zadaniem DNA jest dostarczanie informacji potrzebnej do prawidłowego przebiegu biosyntezy białek będących swego rodzaju "narzędziami" w procesie przemiany materii.

Narzędziami tymi są enzymy, czyli białka niezbędne do przebiegu procesów życiowych. Odgrywają one rolę biokatalizatorów - przyspieszają przebieg reakcji i kierują ją w pożądanym kierunku, a same przy tym nie ulegają przemianie.

Chemiczna fabryka

Substraty są przekazywane od jednego enzymu do następnego. Przebieg tych procesów przypomina istotną taśmę produkcyjną, na której każdy materiał zostaje poddany wielu kolejnym zabiegom.

W każdym kluczowym miejscu organizmu znajduje się enzym, a w każdej, najmniejszej nawet komórce, przebiega cały szereg reakcji metabolicznych, które przypominają pracę w ogromnej fabryce chemicznej.


Równowaga metaboliczna

Przemiana materii zawsze pozostaje w związku z wiekiem człowieka, płcią, budową ciała, wykonywaną pracą i innymi czynnikami. Gdy organizm otrzymuje zbyt duże ilości pożywienia, nie spala wszystkich substancji i gromadzi je, na przykład w postaci fałdek tłuszczu. Jeśli natomiast otrzymuje ich zbyt mało, zaczyna sięgać po zapasy z własnych substancji organicznych.


Zaburzenia przemiany materii

Skomplikowane procesy przemiany materii mogą ulegać zaburzeniom. Jeśli na przykład organizm nie wytwarza odpowiedniej insuliny, występują zaburzenia przemiany węglowodanów i cukrzyca (diabetes mellitus). Również niedobór witamin powoduje choroby na tle zaburzeń przemiany materii, np. zmierzchową ślepotę (niedobór witaminy A), beri-beri (niedobór witaminy B) lub szkorbut (niedobór witaminy C).