Метаболізм — Енциклопедія Сучасної України

Метаболізм

МЕТАБОЛІ́ЗМ (від грец. μεταβολή – зміна, перетворення) – закономірний порядок перетворення речовин і енергії у живих системах, спрямований на їхнє збереження і самовідтворення; належить до ключових ознак живої матерії. М. – тонко відрегульов., цілісна система хім. реакцій в організмі, що склалася в результаті тривалої еволюції. М. лежить в основі всіх проявів життя – росту, розмноження, збудження, руху, пристосування до зміни умов існування тощо. Розрізняють 2 взаємо-пов'язані напрями М.: анаболізм і катаболізм. Анаболізм (від грец. άναβολή – підйом) – асиміляція, або пластич. обмін – сукупність хім. процесів, спрямов. на утворення складових елементів клітин і тканин. Процеси анаболізму, що відбуваються в зелених рослинах із поглинанням соняч. енергії, мають основоположне значення в синтезі органіч. речовин із неорганічних. Анаболізм об'єднує процеси синтезу амінокислот, моносахаридів, нуклеїнових кислот, жир. кислот, нуклеотидів, полісахаридів, макромолекул білків, аденозинтрифосфату (АТФ). Катаболізм (від грец. καταβολή – розпад) – ди­симіляція, або енергет. обмін – реакції розпаду склад. органіч. речовин, які супроводжуються їхнім окисненням і виділенням корис. енергії. Сюди належить ферментат. розщеплення вуглеводів, жирів, білків та ін. речовин в організмі. Інтенсивність катаболіч. процесів регулюється у більшості багатоклітин. організмів за допомогою гормонів. Виділена під час окиснення біологічно доступна енергія акумулюється в формі енергії зв'язків між залишками фосфор. кислоти в молекулах АТФ або ін. сполук, а також у формі трансмембран. потенціалу іонів Н+. Метабол. реакції пришвидшуються ензимами – каталізаторами білк. природи. Каталізов. ензимами реакції об'єднані у метабол. шляхи, що утворюють складні розгалужені сітки. Метабол. шляхи та їхні компоненти спільні для більшості живих організмів, однак певні особливості М. характерні для виду й окремих особин у межах виду. Дослідж. М. (обміну речовин) проводили у 13–16 ст., наук. звучання вони набули від серед. 19 ст. у роботах франц. мікробіолога Л. Пастера з вивчення бродіння цукрів і дріждж. ферментації. Початком цілеспрямов. вивчення метабол. реакцій стало відкриття ферментів нім. біохіміком Е. Бухнером на поч. 20 ст. Величез. внесок у вивчення М. зробив нім.-англ. біохімік Г.-А. Кребс, який описав орнитиновий цикл утворення сечовини, цикл трикарбон. кислот. За дослідж. М. Нобелів. преміями відзначено англ. фізіо­лога А.-В. Гілла та нім. біохіміка О.-Ф. Мейєргофа (1922, вивчення механізму вуглевод. обміну м'язів), нім. біохіміка О.-Г. Вар­бурґа (1931, відкриття природи і функцій дихал. ферментів), швед. ученого А.-Г. Теореля (1955, розшифрування дії окислювал. ферментів), нім. біохіміків К.-Е. Блоха та Ф.-Ф. Лінена (1964, відкриття механізму М. холестерину та жир. кислот). Серед найвидатніших дослідників М. – нім. біохімік Ф. Кнооп, амер. біохімік А. Ленінджер, нім.-амер. учений Ф. Ліпман, рос. біохімік В. Енгельгардт і природознавець К. Тимірязєв. Найбільшим центром із дослідж. заг. М. в Україні став Біохімії інститут ім. О. Палладіна НАНУ (Київ), де проводили вивчення білк., нуклеїн., вуглевод., ліпід., вітамін. обмінів тварин і людини у різних аспектах (вплив харчування та іонізуючого випромінювання, при злоякіс. пухлинах, фіз. навантаженнях, вікових змінах тощо). Центри вивчення М. рослин – Ботаніки інститут ім. М. Холодного НАНУ, Фізіології рослин і генетики інститут НАНУ, Нац. ун-т біоресурсів і природокористування України (усі – Київ), Київ., Львів., Харків. ун-ти. Сучасна функціонал. біохімія, використовуючи новітні методи хроматомас-спектрометрії, електрон. мі­кроскопії, ядер. магнітно-резонанс. спектроскопії, рентґеноструктур. аналізу, на молекуляр. рівні досліджує хім. перетворення, які складають М. органів, тканин й організму в цілому. Серед дослідників М. – О. Бах, В. Бєліцер, М. Гулий, О. Данилевський, С. Комісаренко, М. Курський, О. Палладін, Я. Парнас, К. Ситник, Д. Фердман, Р. Чаговець.

Літ.: Гулый М. Ф. Основные метаболические циклы. К., 1968; Його ж. Природа и биологическое значение некоторых метаболических приспособительных реакций организмов. К., 1977; A. L. Leninger. Principles of Biochemis­try. New York, 1982; F. B. Salisbeury, W. R. Cleon. Plant Physiology. Belmont, 1985; Губський Ю. І. Біологічна хімія. К.; Т., 2000; Гонський Я. І., Максимчук Г. П. Біохімія людини. Т., 2001; Прімова Л. О., Висоцький І. Ю. Метаболізм вітамінів і мінеральних речовин. С., 2014.

І. В. Косаківська, Н. П. Веденичова


Покликання на статтю