معمولا تصور می‌شود متابولیسم واژه‌ای است که برای توصیف تمام واکنش‌های شیمیایی صورت گرفته در ارگان‌های زنده مورد استفاده قرار می گیرد؛ ولی این واژه کاربردهای دیگری نیز دارد.
واژه متا در عبارت متابولیسم به تمام واکنش‌های شیمیایی اشاره دارد که وجود آن‌ها برای زنده نگاه داشتن ارگانسیم‌ها ضروری است.
عبارت متابولیسم از واژه یونانی metabole به معنای 'گرفته شده به تحصیل و مصرف توان' اشاره دارد. محققان از قرن نوزدهم میلادی از این واژه استفاده می‌کنند؛ اما سابقه آن به سال‌ها قبل باز می‌گردد. در قرن سیزدهم یک پزشک مسلمان به نام ابن نفیس دریافت بدن و اجزای آن به طور مستمر در حال انحلال و تغذیه هستند و به ناچار، دائما تغییر می‌کنند.
مفهوم متابولیسم تنها درمورد ارگانیسم‌های واحد کاربرد ندارد. محققان این مفهوم را در مورد تمام زیست‌بوم‌های طبیعی و سطوح مختلف فتوسنتز به کار می‌برند؛ حتی عبارت متابولیسم در مورد فرآیند مصرف منابع و تولید ضایعات در مناطق شهری نیز به کار می‌برند.
نوع ابتدایی متابولیسم بیش از 3.5 میلیارد سال قبل در تک سلولی‌ها وجود داشته است. به دلیل مقادیر اندک اکسیژن در اتمسفر زمین، این نوع متابولیسم، یک فرآیند تخمیری بوده است و اکنون هم در برخی از میکروب‌ها مانند مخمر وجود دارد. با افزایش اکسیژن در زمین و پیچیده‌تر شدن موجودات زنده، انواع مختلفی از متابولیسم از جمله فتوسنتز و کمولیتوتروفی ایجاد شد.
بسیاری از موجودات تک سلولی مانند باکتری‌ها در شرایط بسیار سخت و محیط های فاقد اکسیژن، با استفاده از فرآیند کمولیتوتروفی انرژی مورد نیاز خود را به دست می‌آورند. این فرآیند شامل ترکیب شیمیایی مواد غیرارگانیک مانند آمونیاک برای به دست‌آوردن انرژی است.
صرف‌نظر از منابع تامین انرژی، متابولیسم شامل دو فرآیند کاتابولیسم به معنای تقسیم انرژی به واحدهای کوچکتر قابل استفاده و آنابولیسم به معنای استفاده از واحدهای انرژی برای انجام عملیات حیاتی مانند رشد استخوان‌ها در بدن است.
به طور کلی فرآیند متابولیسم توسط آنزیم‌ها انجام می‌شود. آنزیم‌ها دائما از بین می‌روند و با آنزیم‌های جدید جایگزین می‌شوند. به عبارت دیگر متابولیسم، خود حاصل متابولیسم است. بیماری‌های متابولیک که معمولا ژنتیکی هستند، موجب کاهش یا توقف تولید یک یا چند آنزیم در بدن می‌شوند. حالت پیشرفته این عارضه به عنوان سندروم متابولیک شناخته می‌شود.
عوامل ایجاد سندروم متابولیک شامل افزایش چربی شکمی، فشار خون بالا، مقاومت در برابر انسولین، انعقاد غیرطبیعی خون، کلسترول بالا و همچنین پروتئین‌های واکنشی C هستند. این پروتئین‌ها شاخصی برای وجود التهاب در بدن محسوب می‌شوند. بروز سندروم متابولیک علل ناشناخته‌ای دارد؛ اما عوامل ژنتیکی، عدم تحرک و چاقی نقش مهمی را در این رابطه بازی می‌کنند. این سندروم منجر به افزایش خطر بیماری‌های قلبی، دیابت و مرگ می‌شود.
با وجود این که تبلیغات زیادی درباره کنترل چاقی و کاهش وزن از طریق تنظیم متابولیسم با استفاده از رژیم‌های غذایی می‌شود، هنوز مستندات علمی موثقی در تایید این ادعاها وجود ندارد. برای مثال در برخی از مطالعات گفته شده عصاره چای سبز احتمالا از طریق مهار برخی از آنزیم‌ها موجب افزایش مصرف انرژی می‌شود. اما در سال 2011 میلادی مشخص شد میزان تاثیر عصاره چای سبز به شخص و منبع تامین چای سبز بستگی دارد. در سال 2012 میلادی مشخص شد چای سبز تاثیر قابل توجهی بر کاهش وزن ندارد و اساسا در کنترل وزن موثر نیست.
- رکورد بیشترین و کمترین میزان متابولیسم
رکورد بالاترین میزان متابولیسم در بین مهره‌داران متعلق به مرغ مگس یاقوت گردن است. مرغ مگس یاقوت گردن برای حفظ دمای بدن و 200 مرتبه بال زدن در هر ثانیه، به مقادیر بسیار زیادی انرژی نیاز دارد. این حشره در هر روز معادل وزن بدن خود از شهد گل‌ها مصرف می‌کند. در سال 2016 میلادی محققان دریافتند خرس تنبل پایین‌ترین میزان متابولیسم را در بین پستانداران دارد و ساختار بدن او به گونه‌ای تکامل یافته است که انرژی مورد نیاز جانور را به حداقل رسانده است. در واقع تنبلی این موجود، یک استراتژی برای حفظ بقا در طبیعت است.
- نشریه دیسکاوری - مترجم: سپیده کاشانی
نظر شما