O que é o Metabolismo?
Metabolismo (do grego metabolismos, μεταβολισμός, que significa “mudança”, troca), é uma série de transformações que as substâncias químicas sofrem em um organismo. O termo metabolismo celular é usado para se referir ao conjunto de todas as reações químicas que ocorrem em uma célula. Essas reações são responsáveis pelos processos de síntese e degradação de nutrientes nas células e formam a base da vida, permitindo que as células cresçam e se reproduzam, mantenham sua estrutura e se adaptem em resposta ao ambiente.
As reações químicas do metabolismo são organizadas em vias metabólicas, que são séries de reações nas quais os produtos de uma reação são usados como reagentes para a próxima reação. Diferentes enzimas catalisam diferentes etapas das vias metabólicas, trabalhando sinergicamente para não interromper o fluxo nessas vias. As enzimas são críticas para o metabolismo porque podem realizar reações desejáveis, mas termodinamicamente desfavoráveis, acoplando-as a reações mais favoráveis. As enzimas regulam as vias metabólicas em resposta a mudanças no ambiente celular ou sinais de outras células.
O metabolismo é geralmente dividido em dois grupos: anabolismo e catabolismo. Reações anabólicas ou reações sintéticas são reações químicas que produzem nova matéria orgânica em organismos vivos. Novos compostos (moléculas mais complexas) são sintetizados a partir de moléculas simples (que consomem energia na forma de ATP).
As reações catabólicas ou reações de decomposição/degradação são reações químicas que geram grandes quantidades de energia (ATP) através da quebra ou degradação de moléculas mais complexas (matéria orgânica). Quando o catabolismo excede o anabolismo em atividade, o corpo perde massa, o que ocorre durante o jejum ou durante a doença; mas se o anabolismo supera o catabolismo, o organismo cresce ou ganha massa. Se esses dois processos estão em equilíbrio, o organismo está em homeostase ou estado estacionário. O metabolismo é fundamentalmente estudado pela bioquímica, muitas vezes também usando técnicas relacionadas à biologia molecular e genética.
Características gerais
O metabolismo de um organismo determina quais substâncias são nutritivas e quais são tóxicas. Por exemplo, alguns procariontes usam sulfeto de hidrogênio como nutriente; no entanto, o gás é tóxico para os animais. A taxa metabólica basal de um organismo é uma medida da energia gasta por todas essas reações químicas necessárias para o funcionamento do corpo.
Uma característica do metabolismo é a semelhança de vias metabólicas fundamentais entre espécies muito diferentes. Por exemplo, um conjunto de intermediários de reação encontrados no ciclo de Krebs é onipresente, em células tão diferentes quanto E. coli ou elefantes. Essa estrutura metabólica semelhante pode estar relacionada à alta eficiência dessas vias e sua natureza antiga na história evolutiva.
Santorio Santorio estava sentado em sua cadeira de balanço. De Ars de statica medecina, publicado pela primeira vez em 1614.
A história da pesquisa em ciências metabólicas abrange quatro séculos, desenvolvendo-se desde observações de organismos animais inteiros até o estudo de respostas metabólicas individuais na bioquímica moderna. Em 1614, Santorio Santorio publicou o primeiro experimento controlado em seu livro Ars de statica medecina.
Neste artigo, Santorio descreveu como ele determinava seu peso antes e depois de comer, beber, dormir, trabalhar, fazer sexo, jejuar e excretar. Ele descobriu que a maior parte da comida ingerida foi perdida no que chamou de “suor inconsciente”.
Nesses estudos iniciais, os mecanismos desses processos metabólicos não eram claros. Acredita-se que o tecido vivo seja ativado pela “força vital”.
No século 19, enquanto estudava o processo pelo qual a levedura fermentava açúcares em álcool, Louis Pasteur concluiu que a fermentação era catalisada por substâncias dentro das células da levedura, que ele chamou de “iniciador”. Pasteur escreveu: “A fermentação alcoólica é uma ação relacionada à vida e organização das células de levedura, não à morte celular ou putrefação.”[10] reações nas células têm os mesmos princípios que qualquer outro campo da química.
A descoberta das enzimas por Eduard Buchner no início do século 20 separou o estudo das reações químicas no metabolismo do estudo biológico das células, marcando o início da bioquímica como uma ciência independente .
A quantidade de conhecimento bioquímico cresceu rapidamente no início do século 20. Um dos bioquímicos mais prolíficos desta época foi Hans Krebs, que fez várias contribuições para o estudo do metabolismo. Descobriu o ciclo da ureia e mais tarde, juntamente com Hans Kornberg, o ciclo do ácido tricarboxílico (também chamado ciclo de Krebs) e o ciclo do ácido glioxílico.
A pesquisa bioquímica moderna ajudou na invenção e desenvolvimento de várias técnicas, como cromatografia, difração de raios X, espectroscopia de ressonância magnética nuclear, marcação de isótopos, microscopia eletrônica e simulações de dinâmica molecular. Estas técnicas permitem a descoberta e análise detalhada de várias vias moleculares e metabólicas nas células.
