Pokretač vašeg tijela
Tandemske reakcije koje pretvaraju početnu molekulu u konačnu supstancu tvore ono što nazivamo metaboličkim putovima koji su povezani u metaboličku mapu.
Usporedbe između organizacije metabolizma i organizacije transportnih sustava nadilaze činjenicu da su oboje ilustrirani u obliku mapa. Postoje mnoge sličnosti između strukture metabolizma i strukture gradskih prometnih sustava. Na primjer, u metabolizmu se vrlo često koriste neki reakcijski putevi, pri čemu se kroz njih cijelo vrijeme obrađuju mnoge molekule. Djeluju kao “metaboličke autoceste”, obrađujući veliki broj molekula. Primjer “metaboličke autoceste” je glikolitički put, put koji obrađuje sve šećere i druge ugljikohidrate.
S druge strane, neki se metabolički putevi ne koriste često i obrađuju manji broj molekula, funkcionirajući slično malim lokalnim cestama. Ti su putevi kritično važni za nekoliko molekula koje obrađuju. Na primjer, nedostatak u sposobnosti metaboliziranja aminokiseline fenilalanin dovodi do nemogućnosti obrade proteina koji sadrže tu aminokiselinu (uključujući gotovo sve životinjske bjelančevine), odnosno do bolesti fenilketonurija.
Druga paralela između metabolizma i transportnih sustava je ta da metabolizam ima i dvosmjerne reakcije i jednosmjerne reakcije, na način sličan dvosmjernim ili jednosmjernim ulicama. To znači da se neke kemijske reakcije u metabolizmu mogu dogoditi u oba smjera,a neke su klasificirane kao nepovratne metaboličke transformacije.
Na primjer, proteini mogu proizvesti i ugljikohidrate i masti u našim tijelima. Kad jedete višak bjelančevina, vaše će tijelo pohraniti barem dio tih bjelančevina u obliku masti. Međutim, ljudi ne mogu proizvesti proteine iz atoma uskladištene masti niti iz molekula ugljikohidrata koje pojedu. To se događa jer u mastima i ugljikohidratima nedostaje dušik koji je ključan za strukturu proteina. To znači da možemo obnoviti proteine samo iz drugih proteina i objašnjava zašto nedostatak dovoljnih količina proteina u prehrani može dovesti do ozbiljnih zdravstvenih problema.
Ove kemijske reakcije koordinira skupina visoko specijaliziranih proteina zvanih enzimi, koji su odgovorni za gotovo svaku kemijsku transformaciju u našem tijelu. Unutar svake od naših stanica metabolizam je reguliran vlastitom razinom energije stanice. Kada govorimo o razinama energije unutar stanice, u osnovi mislimo na količinu određene molekule koja se naziva adenozin trifosfat ili ATP, glavna molekula koja se koristi kao izvor energije. Odvajanjem posljednje fosfatne skupine nastaje adenozin difosfat (ADP) i slobodna molekula fosfata te se oslobađa energija koja napaja stanicu za mnoge različite procese trošenja energije.
Iako ATP kontrolira metaboličke procese unutar svake stanice, obično ne napušta stanice i ostaje unutar pojedinačne stanice u kojoj je proizveden. To znači da ne djeluje kao pokazatelj za koordinaciju metabolizma između različitih stanica. Umjesto toga, imamo specijalizirane molekule koje koordiniraju metaboličke procese u cijelom tijelu, djelujući istovremeno na mnoge stanice. Metabolizam također kontroliraju hormoni ili kemijski glasnici koji se proizvode u jednom dijelu tijela, cirkuliraju (često u krvi) i mijenjaju koliko drugih stanica u tijelu radi.
Inzulin je hormon kojeg proizvode posebne stanice u našoj gušterači. Otpušta se u krv nakon što pojedemo i cijelom tijelu ukazuje da bi trebao iskoristiti hranjive tvari iz hrane koju smo pojeli i opskrbiti stanice zalihama energije za kasnije. Povećava proizvodnju mišićnih proteina, glikogena (skladišni oblik ugljikohidrata) i masti.
Dakle, da nemamo inzulin, ne bismo se udebljali?
Da. Ljudi koji razviju dijabetes tipa 1, obično djeca i tinejdžeri, ne mogu stvarati inzulin i izgube puno tjelesne težine. No, to uopće nije dobro – oni također imaju opasno visoku razinu glukoze u krvi te imaju ozbiljne zdravstvene probleme i mogu umrijeti ako ne dobiju potreban inzulin. S druge strane, ako im se daje previše inzulina, razina šećera u krvi može opasno pasti te dovesti do zdravstvenih problema (uglavnom u mozgu) i smrti.
