Mis on ainevahetusrada?

Metaboolne rada on keemiliste reaktsioonide jada, mis toimuvad rakus. Kõigil neil radadel muudetakse üks kemikaal mitmeks etapiks teiseks kemikaaliks. Neid reaktsioone katalüüsivad ensüümid ja nende nõuetekohaseks toimimiseks on sageli vaja vitamiine ja mineraalaineid.

Ühe esimesi metaboolsete radade uuringuid tegi Briti arst Archibald Garrod 1909. aastal. Avastati, et inimeste jaoks on kõige olulisemad ainevahetusrajad glükolüüs – esimene avastatud rada –, Krebsi tsükkel, oksüdatiivne fosforüülimine ja glükoneogenees. Kõigi inimkehas paiknevate radade kogumit nimetatakse metaboolseks võrgustikuks ja see määrab raku füsioloogilised ja biokeemilised omadused.

Ensüüme peetakse nende keha metaboolsete radade jaoks väga olulisteks. Nad toimivad katalüsaatoritena mitmesugustes keharakkudes toimuvates keemilistes reaktsioonides. Ensüümid muudavad substraadid mitmesugusteks molekulideks või toodeteks. Kuna ensüümid on selektiivsed ja katalüüsivad vaid mõnda valitud reaktsiooni, määrab rakus valmistatud ensüümide komplekt, millised metaboolsed rajad selles rakus toimuvad. Ensüümi aktiivsust võivad mõjutada teised molekulid; inhibiitorid vähendavad nende aktiivsust, aktivaatorid aga suurendavad.

Keha ainevahetus jaguneb kaheks faasiks: anabolism ja katabolism. Anabolism kasutab energiat raku komponentide, näiteks valkude, ehitamiseks, samas kui katabolism hõlmab orgaanilise aine lagunemist. Selle metaboolse protsessi tulemuse võivad rakud talletada või kasutada mõne muu metaboolse raja käivitamiseks. Ainevahetusrada ja selle aktiivsus sõltuvad ka muudest teguritest, sealhulgas temperatuurist ja keemilisest keskkonnast, mida nimetatakse ka pH-tasemeks.

Arvatakse, et metaboolne rada kulgeb ühes suunas ja see koosneb reast keemilistest reaktsioonidest, mis on omavahel seotud. Need protsessid võimaldavad elusorganismidel kasvada ja oma keskkonnaga kohaneda. Ainevahetusprotsess määrab ka, millised ained on toitvad ja millised mürgised. Ainevahetuse kiirust organismis nimetatakse ka ainevahetuse kiiruseks.

Teised metaboolsed rajad, mis esinevad enamikus elusorganismides, hõlmavad rasvhapete oksüdatsiooni ja uurea tsüklit. Inimestel toimub uurea tsükkel peamiselt maksas ja see hõlmab karbamiidi tootmist ammoniaagist. Rasvhapete oksüdatsioon on protsess, mille käigus rasvamolekulid lagundatakse vabadeks rasvhapeteks ja monoglütseriidideks.