Il metabolismo è l’insieme delle reazioni chimiche e fisiche che avvengono in un organismo o in una parte di esso. Queste trasformazioni della materia possono essere reversibili e variano a seconda delle necessità dell’organismo stesso. Esso sono legate a variazioni della condizione energetica dove con questo termine intendiamo riassumere tutte le funzioni della vita stessa in senso biologico.
Il metabolismo incomincia a livello cellulare. Per ogni cellula di un organismo vivente avvengono reazioni di sintesi di molecole e di degradazione di altre. Questi processi avvengono per produrre energia, per far crescere la cellula e per mantenerne l’omeostasi (equilibrio tra ambiente interno ed ambiente esterno).
Passando dalla cellula a sistemi maggiormente organizzati troviamo i tessuti e gli organi: agglomerati cellulari che svolgono le stesse funzioni in un organismo. Anche a livello organico abbiamo un metabolismo specifico di sintesi e degradazione molecolare e di mantenimento delle condizioni energetiche caratteristiche. Essendo deputati a funzioni diverse gli organi hanno un diverso metabolismo fra loro, basti pensare alla differenza tra il cervello ed un osso: il primo deve svolgere funzioni cognitive, è un organo che funziona grazie all’utilizzo dello zucchero come risorsa energetica e produce impulsi elettrochimici per adempiere alla sue funzioni, mentre il secondo è un elemento di sostegno del corpo e deve mantenere il giusto livello di calcificazione per svolgere questa mansione.
Dagli organi si passa poi agli apparati (respiratori, locomotori, digerenti ecc.) ossia insieme di organi e tessuti deputati a svolgere un processo comune, anche in questo caso il metabolismo è caratteristico per ogni apparato.
Infine vi è il metabolismo dell’organismo che altro non è che la somma dei metabolismi di ogni sua parte.
L’organismo umano si ristruttura continuamente e necessita di energia per le sue varie funzioni (battito cardiaco, respirazione, digestione, movimenti degli arti). Per svolgere questi compiti sono necessari innumerevoli processi biochimici, che a loro volta necessitano di sostanze, che forniscono, consumano o producono energia.
Un’ulteriore capacità di ogni organismo è quella di elaborare delle scorte in “tempi buoni” che consuma in “tempi meno buoni”. Anche questo richiede trasformazioni biochimiche delle relative sostanze. Inoltre, l’organismo per svolgere i suoi compiti deve sintetizzare moltissime sostanze “funzionali” come p. es. enzimi, ormoni, neurotrasmettitori a partire da relative altre sostanze. Tutti questi processi biochimici si raggruppano sotto il nome di metabolismo.
Si può suddividere il metabolismo in due insiemi di processi:
I processi anabolici sono endoergonici e richiedono dunque energia. I catabolici sono invece esoergonici: l’energia liberata da essi viene conservata nella cellula (ed eventualmente trasferita alle reazioni anaboliche) tramite molecole carrier ad alta energia, tra le quali la più comune è l’ATP.
Il metabolismo è definibile anche come la somma dell’energia e delle sostanze utilizzate dalla cellula. Ovviamente una cellula metabolicamente più attiva comporta un maggior numero di reazioni biochimiche ed un aumento del consumo energetico per il mantenimento della cellula stessa. Di conseguenza anche un organismo metabolicamente più attivo consuma maggiori quantità di energia.
Il metabolismo umano, come i metabolismi di tutte le specie, è molto complesso e consiste in decine di migliaia di processi biochimici, in genere mediati da specifici enzimi, molecole proteiche sintetizzate sulla base delle informazioni contenute nel genoma delle cellule dell’organismo.
I meccanismi di regolazione del metabolismo sono controllati principalmente dal sistema neuro-endocrino e dagli ormoni e neurotrasmettitori prodotti dal corpo.
Il sistema nervoso e quello endocrino costituiscono gli apparati principali attraverso i quali il corpo trasmette le informazioni tra i differenti tessuti. Da queste informazioni deriva la regolazione della maggior parte delle funzioni corporee e di conseguenza anche del metabolismo. Il sistema endocrino utilizza gli ormoni per trasmettere le proprie informazioni. Un ormone è definito come una sostanza rilasciata da una ghiandola che va ad agire su un tessuto bersaglio per regolarne le funzioni. Il bersaglio può essere la cellula secernente stessa o un tessuto dall’altra parte del corpo. Questo effetto avviene grazie al legame dell’ormone con un recettore specifico posto nell’organo bersaglio che, attraverso una sequenza di eventi cellulari, andrà a regolare particolari funzioni della cellula bersaglio stessa.
Gli ormoni sono svariate sostanze di natura diversa ognuna delle quali va a regolare finemente particolari funzioni del corpo.
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