Metabolisierung

Metabolisierung bezeichnet die biochemische Umwandlung von Substanzen durch Enzyme, mit dem Ziel, Substanzen nutzbar zu machen, abzubauen oder aus dem Körper auszuscheiden. Sie umfasst sowohl die regulären Stoffwechselwege des Körpers als auch die Verarbeitung externer Substanzen (Xenobiotika). Grundlegende Kategorien sind Katabolismus (Abbau) und Anabolismus (Aufbau).

Im Menschen erfolgt ein Großteil der Metabolisierung in der Leber, dem zentralen Stoffwechselorgan; weitere Beteiligte sind Darm, Niere, Muskel- und Fettgewebe. Enzymatische Systeme wandeln Substrate um, wobei Hormone wie Insulin, Glukagon und Adrenalin den Verlauf steuern.

Zu den zentralen Stoffwechselwegen gehören der Katabolismus wie Glykolyse, Citratzyklus und Fett- bzw. Proteinabbau zur Energiefreisetzung und Herstellung von Bausteinen, sowie der Anabolismus wie Glykogenbildung, Glukoneogenese, Proteinsynthese und Fettsäuresynthese. Diese Prozesse liefern Energie (ATP) und Bausteine und sind durch Nährstoffe und Hormone stark reguliert.

Bei Fremdstoffen dient Metabolisierung der Entgiftung. In der Leber finden Phase-I-Reaktionen statt (Oxidation, Reduktion, Hydrolyse) durch Enzyme des Cytochrom-P450-Systems; Phase-II-Reaktionen erhöhen die Wasserlöslichkeit durch Konjugationen wie Glucuronidierung, Sulatierung und Acetylierung. Die resultierenden Metaboliten werden in der Regel über Galle oder Niere ausgeschieden; manche können bioaktiv oder toxisch sein (Bioaktivierung).