VI.1.2. METABOLISMUL ȘI METABOLIZAREA

Metabolismul este propriu numai materiei vii. Numai materia vie are proprietățile de a se autoorganiza, de a se adapta și de a se reproduce. În cuprinsul acestui proces, de biosinteză și bioreglare a funcțiilor organismului uman, metabolismul cuprinde un complex de transformări biochimice și energetice  care au loc la nivel celular. Substanțele absorbite din alimente și încorporate în celule ca macromolecule, sunt transformate într-o mare diversitate de molecule care sunt necesare:

- intracelular (local, pentru întreținerea fiziologică a funcțiilor celulelor);

- biosintezei unor noi celule, necesare fie creșterii și reproducerii, fie înlocuirii celulelor uzate, îmbătrânite, sau ale căror funcții sunt afectate patologic;

- funcțiilor fiziologice ale celulelor țintă din structura diferitelor  țesuturi și organe;

-producerii diverselor forme de energie necesare susținerii funcțiilor vitale.

Altfel spus, metabolismul este un complex proces de biosinteză: substanțele nutritive furnizate de către alimente, trecute prin pragurile digestiei și absorbției intestinale, ajunse astfel în fluxul sanguin și limfatic,  sunt transportate și încorporate în celule. Aceste veritabile uzine, prin intervenția unui șir de reacții decise genetic și desfășurate enzimatic, transformă substanțele asimilate în molecule utilizabile la nivel celular. Complicatele mecanisme ale metabolismului uman se desfășoară în cadrul a două procese biologice care se succed, dar se și suprapun: anabolismul și catabolismul.

Anabolismul, numit și asimilație, se realizează cu consum de energie și  cuprinde un ansamblu de procese  prin care macromoleculele substanțelor nutritive - proteine, lipide, glucide -  și bioreglatoare (minerale, vitamine, pigmenți, antioxidanți etc.), absorbite intestinal, ajung în celule prin transport sanguin mai ales, dar și limfatic. Aceste substanțe, de o mare diversitate, poartă denumirea generică demetaboliții anaboliți (metaboliții anabolizați, asimilați).

Catabolismul, numit și dezasimilație, se realizează printr-un șir de reacții biochimice desfășurate  cu eliberare de energie,  prin care anaboliții (macromoleculele ajunse în celule prin anabolism), sunt degradați (scindați) enzimatic, cu producerea:

- unei mari diversități de molecule necesare funcțiilor celulelor care le-au prelucrat, biosintezei de celule noi, ori funcțiilor celulelor țintădin țesuturi și organe;

- diverselor forme de energie -  electrică, calorică, mecanică, osmotică etc.-, necesare intreținerii funcțiilor vitale ale organismului uman.

De o foarte mare diversitate biochimică, cu mult mai mare decât cea a metaboliților anaboliți, substanțele produse prin catabolizare poartă denumirea generică de metaboliții cataboliți.

Separarea celor două componente ale metabolismului uman în anabolism și catabolism are, pe lângă importanța științifică, un scop scolastic, explicativ, anabolismul fiind predecesorul catabolismului: catabolizezi ceea ce asimilezi. In realitate, aceste procese biochimice se intercondiționează și se desfășoară simultan (anabolismul se desfășoară cu consum de energie, care este produsă prin catabolizarea substanțelor anabolizate).

Nu vom face o prezentare amănunțită a proceselor biochimice ale metabolismului. Trebuie însă, să facem precizarea că la digestie, absorbție și asimilare, alături de substanțele obținute de novo din alimentele ingerate, participă și un număr mare de substanțe catabolizate anterior. Prin urmare, în structura substanțelor devenite anaboliți ca urmare a asimilării, intră și o anumită cantitate de substanțe care vor traversa un nou proces de catabolizare alături de noile substanțe asimilate. Niciodată însă, acestea nu sunt identice, nici cantitativ, nici calitativ, tuturor indivizilor. Este numai unul dintre aspectele care particularizează metabolismul individual.

Ciclul metabolismului fiziologic, de producere și utilizare a metaboliților, se încheie prin eliminarea cataboliților dăunători, a căror acumulare în organism peste anumite limite, devine dăunătoare: acid uric, acid lactic, acid piruvic, acid glutamic etc.  

De fapt, metabolismul include un ciclu care cuprinde:anabolismul-catabolismul-excreția cataboliților cu potențial patogen¹. Dar acest ciclu este precedat de un alt ciclu: alimente-digestie-absorbție intestinală.

Pot exista metabolisme asemănătoare, fiziologice (normale), care se încadrează între anumite limite, în anumiți parametri identificabili prin analize de laborator, indicând în această situație starea de sănătate. Pot exista metabolisme patogene, ale căror dereglări sunt decelate prin neîncadrarea între parametrii referințelor normale ale analizelor de laborator, indicând starea de boală. Niciodată însă,  nu vom putea întâlni metabolisme identice.

Starea de sănătate sau de boală, exprimată prin funcțiile metabolismului, poate fi influențată de o multitudine de factori: ereditate, metabolismul matern, evoluția propriului metabolism, vârstă, alimente, sex, status-ul hormonal,oupație, gradul efortului fizic și/sau intelectual, de unele stări particulare, cum sunt sarcina, alăptarea, menopauza, diversele terapii, intervenții chirurgicale sau alte acte medicale, convalescența, veghea prelungită, de unele schimbări – cele ale habitatului, apei, aerului, altitudinii, temperaturii, stress-ul etc.Vom face câteva scurte precizări privind o parte dintre factorii care, influențând metabolismul, întrețin starea de sănătate sau determină debutul bolilor. Prin urmare: metabolismul nu este un „dat”, un ce imuabil. În cadrul unei anumite stabilități determinată genetic și congenital, funcțiile metabolismului înregistrează evoluții și involuții.

Acum am putea să ne întoarcem, pentru concluzionare, la cei zece comeseni ai noștri. Am evidențiat faptul că anabolismul, prima „etapă” a metabolismului, urmare a diferențelor privind digestia, absorbția intestinală și asimilația, nu va „aproviziona” catabolismul cu cantități identice de substanțe (anaboliți).

Ajunse în celule, macromoleculele anaboliților traversează un proces complex de „prelucrare” controlată genetic și activată enzimatic, cunoscut sub denumirea de catabolizare (dezasimilație).Rezultatul catabolizării constă în producerea de molecule necesare funcțiilor celulelor țesuturilor și organelor, ca și a diverselor forme de energie necesară funcțiilor vitale. Până la acest nivel, lucrurile ar putea părea a se desfășura ca un mecanism relativ simplu, ca o manifestare a ceea ce se numește metabolismul intermediar.

Metabolismul însă, înseamnă cu mult mai mult decât producerea metaboliților cataboliți. Moleculele de cataboliți – proteine, enzime, hormoni, antioxidanți etc.-, sintetizați în anumite tipuri de celule, pentru a ajunge la celulele țintă din diverse țesuturi sau organe, transportă sau sunt transportate de alte molecule de cataboliți. Dar, pentru a putea pătrunde în celulele țintă, pentru a participa la îndeplinirea funcțiilor acestora, trebuie să se atașeze la alte molecule de cataboliți, numite liganzi. Atașarea se face printr-un situs special, de o anumită formă, care nu se poate atașa decât la un anume ligand, care are un anumit situs de legare (cam în felul în care o anumită cheie poate fi funcțională numai pentru o anumită broască). Ligandul este atașat, la rândul lui, tot printr-un situs de legare, la un anumit receptor celular, care permite traversarea membranei bilipidice a celulei țintă de către molecula metabolitului care era destinat participării la funcțiile sale.

Metabolizarea unei cantități normale de molecule necesare funcțiilor celulelor țintă, este numai o etapă a unui metabolism echilibrat. Dacă apar deficiențe privind moleculele transportoare, de legătură – liganzii - sau de receptare (receptorii), apar dezechilibre metabolice  care se traduc prin starea de boală. Dar, chiar și dacă un catabolit ajunge în celula țintă, depășind membrana care o înconjoară și o individualizează, participarea sa la funcționarea acesteia este condiționată genetic sau/și de prezența în limite normale a altor substanțe: alte tipuri de proteine,enzime, coenzime, minerale, antioxidanți, vitamine, hormoni etc. Împotriva funcționării metabolice normale a cataboliților pot să apară autoanticorpi, a căror biosinteză are cauze exogene sau endogene.

Lungul și complicatul proces al metabolismului, obiect de studiu al biologiei moleculare și celulare, geneticii, biochimiei medicale, imunologiei, nutriției etc., prezintă încă unele necunoscute, cu toate progresele înregistrate în domeniul cercetării medicale fundamentale.

Deși metabolismul se desfășoară pe baza unor procese de biosinteză general comune, prezintă particularități pentru fiecare individ, acestea menținându-i ori nu starea de sănătate. Iată motivul pentru care putem afirma, de data aceasta cu deplină îndreptățire: omul este expresia propriului său metabolism.

Pentru că prezintă importanță medicală, vom face și câteva scurte referiri privind două forme mai deosebite ale metabolismului: metabolismul bazal și metabolismul autofag.

----------------------------------

1. Eliminarea metaboliților cu potențial patogen este o etapă a metabolismului fiziologic. Noțiunea de excreție/excretare este folosită mai ales pentru a desemna substanțele eliminate ca reziduuri ale digestiei și metabolismului (fecale, urină, sudoare etc). Excretarea cuprinde și metabiliții patogeni rezultați prin intervenția antioxidanților în cursul proceselor de oxido-reducere ale biosintezei cataboliților. Este ceea ce, simplificator, desemnează noțiunea de dezintoxicare (eliminarea toxinelor). Dezintoxicarea este dependentă, într-o primă etapă, de prezența în cantități normale a tuturor substanțelor antioxidante. Apiterapicele sunt unice prin potențialul de a oferi funcțiilor metabolice întreaga gamă de antioxidanți cunoscuți în științele medicale. Dezintoxicarea însă, este dependentă și de alți factori: funcționalitatea normală a proceselor metabolice la nivel celular, ca și normalitatea funcțiilor organelor implicate: ficatul, rinichii, pielea. Un singur exemplu: reacțiile de oxido-reducerefuncționând normal, pot produce o cantitate normală de acid uric, dar dacă funcția excretorie a rinichilor este afectată (ca în cazul glomerulonefritei), acumularea sanguină a acestui catabolit devenit toxic, poate conduce la dializă.