ainevaihdon

Ainevaihdon käsite viittaa järjestelmän sisällä tapahtuvaan aineiden vaihtoon ja kemialliseen muuntumiseen, joka ylläpitää rakennetta ja toimintaa. Sillä tarkoitetaan sekä yksilön sisäistä aineenvaihduntaa että ekosysteemin ravinteiden kierrostusta. Ainevaihdon tasapaino mahdollistaa energian tuotannon, kasvun, kudosten ylläpidon ja homeostasian sekä ravinteiden kiertokulun.

Biologiassa ainevaihto jaetaan pääpiirteittäin kataboliaan ja anaboliin. Katabolian kautta suuremmat molekyylit pilkkoutuvat pienemmiksi ja energiantuotanto sekä redoksireaktiot vapauttavat käyttöön soveltuvaa energiaa. Anabolian avulla rakennetaan uusia biomolekyylejä käyttämällä tätä energiaa ja rakennusaineita. Ainevaihdon nopeuteen vaikuttavat tekijät kuten ikä, ruokavalio, fyysinen aktiivisuus sekä terveydentila. Eri kudosten ja solujen ainevaikuttori voivat poiketa toisistaan huomattavasti.

Ekologisessa kontekstissa ainevaihto viittaa ravinteiden kiertoon ekosysteemissä: esimerkiksi kasvit and mikro-organismit ottavat talteen epäorgaanisia ravinteita, ne muuttuvat bioaktiivisiksi yhdisteisiksi ja lopulta vapautuvat takaisin ympäristöön mineralisaation, hajoamisen sekä ekskreetioiden muodossa. Näin ravinteet siirtyvät tuotannosta kuluttajiin ja tuottavat energian sekä rakennusaineita elämän kiertokululle. Inhimillinen toiminta, kuten maatalous ja saastuminen, voi muuttaa ainevaihdon nopeutta ja tehokkuutta.

Tutkimuksessa ainevaihdon mittaaminen käyttää usein merkkiaineita tai isotooppiaineita sekä eliniän ja kierron aikajänteiden analysointia. Käytännön sovelluksia ovat ravitsemusterapia, ympäristönhoito sekä kestävän kehityksen suunnittelu.