Metabolismo

Metabolismo

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Estrutura do trifosfato de adenosina, um intermediário central no metabolismo energético.

Metabolismo (do grego metabolismos, μεταβολισμός, que significa "mudança", troca1 ) é o conjunto de transformações que as substâncias químicas sofrem no interior dos organismos vivos. O termo "metabolismo celular" é usado em referência ao conjunto de todas as reacções químicas que ocorrem nas células. Estas reacções são responsáveis pelos processos de síntese e degradação dos nutrientes na célula e constituem a base da vida, permitindo o crescimento e reprodução das células, mantendo as suas estruturas e adequando respostas aos seus ambientes.

As reacções químicas do metabolismo estão organizadas em vias metabólicas, que são sequências de reacções em que o produto de uma reacção é utilizado como reagente na reacção seguinte. Diferentes enzimas catalisam diferentes passos de vias metabólicas, agindo de forma concertada de modo a não interromper o fluxo nessas vias. As enzimas são vitais para o metabolismo porque permitem a realização de reacções desejáveis mas termodinamicamente desfavoráveis, ao acoplá-las a reacções mais favoráveis. As enzimas regulam as vias metabólicas em resposta a mudanças no ambiente celular ou a sinais de outras células.

O metabolismo é normalmente dividido em dois grupos: anabolismo e catabolismo. Reacções anabólicas, ou reacções de síntese, são reacções químicas que produzem nova matéria orgânica nos seres vivos. Sintetizam-se novos compostos (moléculas mais complexas) a partir de moléculas simples (com consumo de energia sob a forma de ATP). Reacções catabólicas, ou reacções de decomposição/degradação, são reacções químicas que produzem grandes quantidades de energia (ATP) a partir da decomposição ou degradação de moléculas mais complexas (matéria orgânica). Quando o catabolismo supera em atividade o anabolismo, o organismo perde massa, o que acontece em períodos de jejum ou doença; mas se o anabolismo superar o catabolismo, o organismo cresce ou ganha massa. Se ambos os processos estão em equilíbrio, o organismo encontra-se em equilíbrio dinâmico ou homeostase.

O metabolismo é fundamentalmente estudado pela Bioquímica, usando muitas vezes também técnicas ligadas à Biologia Molecular e à Genética.

Índice [esconder]

1 Características gerais

2 História

3 Substâncias bioquímicas relevantes

3.1 Aminoácidos e proteínas

3.2 Lípidos

3.3 Glícidos

3.4 Ácidos nucleicos

3.5 Coenzimas

4 Minerais e cofactores

5 Catabolismo

5.1 Digestão

5.2 Energia de compostos orgânicos

5.3 Fosforilação oxidativa

5.4 Energia de compostos inorgânicos

5.5 Energia luminosa

6 Anabolismo

6.1 Fixação de carbono

6.2 Glícidos

6.3 Ácidos gordos, isoprenóides e esteróides

6.4 Proteínas

6.5 Síntese de nucleótidos

7 Metabolismo redox e de xenobióticos

8 Termodinâmica de sistemas vivos

9 Metabolismo e a temperatura

10 Regulação e controle

11 Evolução

12 Métodos de estudo

13 Referências

14 Bibliografia

15 Ver também

16 Ligações externas

Características gerais[editar | editar código-fonte]

O metabolismo de um organismo determina quais substâncias são nutricionais e quais são tóxicas. Por exemplo, alguns procariontes utilizam ácido sulfídrico como nutriente; este gás é no entanto venenoso para animais.2 A velocidade a que se processa o metabolismo, determinada pela taxa metabólica, também influencia a quantidade de alimento requerida por um organismo.

Uma característica do metabolismo é a semelhança de vias metabólicas básicas entre espécies muito diferentes. Por exemplo, o conjunto de intermediários reacionais encontrados no ciclo dos ácidos tricarboxílicos é encontrado de forma universal, em células tão diferentes como a bactéria Escherichia coli ou o elefante.3 Esta estrutura metabólica semelhante está provavelmente associada à grande eficiência dessas vias e na sua antiguidade na história da evolução.4 5

História[editar | editar código-fonte]

Santorio Santorio sentado na sua cadeira-balança. De Ars de statica medecina, publicado pela primeira vez em 1614.

A história do estudo científico do metabolismo estende-se por quatro séculos, tendo evoluído da observação de organismos animais inteiros até ao estudo de reacções metabólicas individuais na Bioquímica moderna. As primeiras experiências conduzidas de forma controlada foram publicadas por Santorio Santorio em 1614 no seu livro Ars de statica medecina.6 Neste, Santorio descreveu como determinou o seu próprio peso antes e depois de comer, beber, dormir, trabalhar, ter relações sexuais, jejuar e excretar. Ele descobriu que a maior parte da comida ingerida era perdida no que ele chamou de "perspiração insensível".

Nestes estudos iniciais, os mecanismos destes processos metabólicos não eram conhecidos; pensava-se que o tecido vivo era animado por uma "força vital".7

No século XIX, enquanto estudava a fermentação do açúcar a álcool por leveduras, Louis Pasteur concluiu que a fermentação era catalisada por substâncias dentro das células de levedura, a que ele chamou de "fermentos". Pasteur escreveu que "a fermentação alcoólica é um acto correlacionado com a vida e