Les processus métaboliques sont des séquences de réactions biochimiques qui ont lieu dans les cellules vivantes pour maintenir la vie. Ils peuvent être divisés en deux types principaux. Processus cataboliques, ou des voies, impliquent la répartition de molécules complexes à partir de la nourriture en unités plus petites qui peuvent être utilisés comme éléments de base pour de nouvelles molécules ou à fournir de l'énergie. Voies anaboliques impliquent l'utilisation de l'énergie pour construire de nouvelles substances chimiques qui deviennent des composants de cellules. Ces réactions sont rendues possibles par un certain nombre de catalyseurs organiques appelées enzymes .
Ensemble, les deux types de processus métaboliques permettent la transformation des matières premières ou des éléments nutritifs , qui sont pris en charge par un organisme dans les tissus. Un composé, commun à toute vie cellulaire, est essentiel à ces transformations. L'adénosine triphosphate (ATP) est utilisé pour stocker de l'énergie obtenue à partir de substances nutritives, tels que les hydrates de carbone, et à libérer de l'énergie quand il est nécessaire pour la construction de nouvelles molécules.
Processus cataboliques
Certains organismes, comme les plantes vertes, fabriquent leur propre nourriture à partir de matériaux inorganiques, tandis que d'autres, comme les animaux, consomment des matières organiques afin d'obtenir leur nutrition. La nourriture consommée par les animaux peut être décomposé en trois grandes catégories - les glucides, les lipides (graisses et huiles), et des protéines. Digestion implique des processus cataboliques qui décomposer en éléments plus simples. Par exemple, les glucides relativement complexes, tels que les polysaccharides et les disaccharides sont décomposés en glucose , et les protéines sont décomposées en acides aminés. Ces composés plus simples peuvent être utilisés par les processus anabolisants pour construire de nouveaux matériaux, ou ils peuvent être décomposées pour fournir l'énergie.
La respiration cellulaire est le processus par lequel l'hydrate de carbone le glucose (C 6 H 12O 6 ) est décomposée en carbone dioxyde de carbone (CO 2 ) et d'eau (H 2 O), produisant de l'énergie qui est stockée dans l'ATP. Le procédé implique l'oxydation , et où il y a atmosphérique oxygène disponible est utilisée dans ce qu'on appelle la respiration aérobie.C'est le processus qui se déroule chez les animaux, des plantes et des micro-organismes. La réaction globale peut être résumée comme
mais le processus se déroule en plusieurs étapes, et les détails sont très complexes.
Dans des conditions où pas d'oxygène libre est présent, la respiration anaérobie a lieu. Il se trouve que dans certains micro-organismes qui vivent dans le sol, matière organique en décomposition, sous la mer, à grande profondeur, et dans les intestins des animaux. Ces organismes utilisent des alternatives tels que les nitrates, les sulfates, le fumarate, et même de soufre à la place de l'oxygène libre. La respiration anaérobie est beaucoup moins efficace que le processus aérobie, et produit beaucoup moins de l'ATP, mais au début de l'histoire de la Terre - avant qu'il n'y ait pas d'oxygène libre dans l'atmosphère - ce qui était la seule forme de respiration possible.
Chez les animaux, les lipides sont également oxydés en dioxyde de carbone et de l'eau, mais au cours des premières étapes sont différentes. La chimie des organismes se déroule dans un environnement à base d'eau, mais les graisses et les huiles ne se mélangent pas à l'eau. La première étape consiste à émulsifier ces substances, ce qui signifie en les convertissant en une forme qui se mélange avec de l'eau, de la même manière que les détergents peuvent aider à nettoyer les déversements de pétrole. Cela se fait par des substances ressemblant à du savon contenus dans la bile libérée par la vésicule biliaire dans l'intestin grêle. Les lipides sont ensuite décomposées en acides gras et de glycérol, qui peuvent être absorbés par les intestins, et qui peut alors subir des réactions d'oxydation similaires à celles exercées sur les glucides.
Les protéines sont très grosses molécules complexes, constitués de blocs de construction appelés acides aminés. Ils sont métabolisés par diverses réactions qui les subdivisée en leurs acides aminés, qui peuvent être absorbés, et ensuite utilisées dans les cellules. En général, les protéines ne sont pas utilisés pour fournir de l'énergie, mais plutôt les acides aminés sont utilisés pour fabriquer de nouvelles protéines pour construire le tissu et le muscle. Dans le cas où aucun glucides ou les lipides est disponible dans l'alimentation, et le corps a épuisé ses réserves de graisse, protéines peuvent être utilisés pour produire de l'énergie, par oxydation de leurs acides aminés. Dans ces cas, le corps peut commencer à décomposer les protéines musculaires.
Processus anabolisants
Aussi connu comme la biosynthèse, ce sont des réactions qui utilisent l'énergie stockée dans l'ATP par des processus cataboliques. Ils comprennent la construction de protéines à partir des acides aminés et la construction d' ADN de nucléotides. Chez les animaux, les contractions musculaires que le mouvement de puissance peuvent également être inclus, car ils nécessitent l'utilisation de l'énergie stockée. Chez les plantes, la synthèse de glucose à partir de dioxyde de carbone et de l'eau grâce à la photosynthèse est une autre voie anabolique.
Les processus métaboliques et poids corporel
L'énergie obtenue de la nourriture par le catabolisme peut être utilisé tout de suite, par des processus anabolisants, mais si elle n'est pas utilisée, une grande partie de celui-ci est stocké sous forme de graisse. La quantité d'énergie qui peut être extraite d'un aliment peut être mesurée en calories. De même, la quantité utilisée par diverses formes d'exercice peut également être mesurée de cette façon. Si toujours plus de calories sont consommées que sont utilisés, la graisse s'accumule, ce qui entraîne un gain de poids. Inversement, si plus de calories sont consommées que sont consommés, le corps va obtenir de l'énergie en utilisant ses réserves de graisse, perdre du poids.
