stofwisseling

Stofwisseling, of metabolisme, is het geheel van chemische reacties in levende cellen die energie vrijmaken uit voedingsstoffen, bouwstenen leveren voor groei en onderhoud, en afvalstoffen afbreken. De stofwisseling omvat twee hoofdonderdelen: catabolisme, de afbraak van moleculen, en anabolisme, de opbouw van complexe moleculen.

Catabolisme breekt koolhydraten, vetten en eiwitten af en levert energie en reductieve kracht voor andere processen. Anabolisme gebruikt die energie om macromoleculen zoals eiwitten, nucleïnezuren en lipiden op te bouwen. Centraal in veel organismen staan glycolyse, de citroenzuurcyclus en de elektronentransportketen, die samen de vrijgekomen energie in de vorm van ATP, NADH en FADH2 leveren.

In de cel verloopt het grootste deel van het metabolisme via compartimenten. Glycolyse vindt in het cytoplasma plaats, terwijl de citroenzuurcyclus en oxidatieve fosforylatie in mitochondriën plaatsvinden. Vetzuuroxidatie gebeurt hoofdzakelijk in mitochondriën en peroxisomen. De routes zijn met elkaar verbonden via tussenproducten zoals acetyl-CoA en hangen sterk samen met dieet, hormonen en cellulaire toestand.

Regulatie vindt plaats door enzymactiviteit en hormooncontrole. Allostere regulatie, feedbackmechanismen en signaaltransductie sturen flux door metabole routes. Hormonen zoals insuline, glucagon en adrenaline passen stofwisselingsniveau aan op de voedingsstatus en energiebehoefte. De basale stofwisselingssnelheid (BMR) en de totale energiebehoefte hangen af van factoren zoals leeftijd, geslacht, spiermassa, voeding en fysieke activiteit.

Storingen in stofwisseling kunnen leiden tot disbalans in energie en bouwstenen. Diabetes mellitus, erfelijke stofwisselingsziekten en metabole syndromen zijn voorbeelden. Metabolomics is een onderzoeksgebied dat metabolieten in cellen of organismen bestudeert om processen en ziektebeelden beter te begrijpen.