Metabolismo é um conjunto de reacções químicas que ocorrem nos organismos vivos, que garantem a formação de biomoléculas e a produção de energia necessária ao seu funcionamento.

O metabolismo tem as seguintes funções específicas:

  • Obtenção de energia pela degradação de nutrientes ricos em energia química;

  • Conversão das moléculas dos nutrientes em moléculas simples, posteriormente usadas na síntese de macromoléculas celulares, como proteínas, ácidos nucléicos e outros componentes celulares;

  • Sintetize e degradação de biomoléculas necessárias às funções especializadas das células.

O Metabolismo pode ser divido em duas fases: catabolismo (reacções exoenergéticas) e anabolismo (reacções endoenergética).

Catabolismo: é a fase degradativa do metabolismo. O catabolismo compreende todas as reacções em que as moléculas complexas são quebradas e transformadas em moléculas mais simples; durante essas reacções o organismo produz muito substrato e energia, parte da energia é liberada na forma de calor. Exemplos de reacções catabólicas: respiração e fermentação.

Anabolismo: é a fase de síntese do metabolismo. Esta compreende todas reacções em que moléculas simples são unidas e transformada em macromoléculas (que constituem as células), como proteínas, glicogénio, DNA. Durante essas reacções o organismo utiliza a energia produzida no catabolismo. Exemplos de reacções anabólicas: fotossíntese e quimiossíntese.

Nas reacções químicas, durante a ruptura e a formação de ligações químicas ocorrem transferências de energia. Quando as moléculas formadas numa reacção possuem maior quantidade de energia que a contida nas moléculas reagentes, a reacção é denominada endoenergética ou endotérmica; por outro lado, se as moléculas formadas numa reacção possuírem menor quantidade de energia que os reagentes, a reacção é denominada exoenergética ou exotérmica.

Nas células, uma reacção exoenergéticas libera parte da energia sob a forma de calor e outra para promover as reacções endoenergéticas. Isto só é possível devido à ao mecanismo conhecido como acoplamento de reacções, em que uma substância simples dirige esse aproveitamento de energia havendo pouca liberação de calor. Esta substância é geralmente o ATP (adenosina trifosfato), essa molécula armazena nas suas ligações fosfato, grande parte da energia liberada pelas reacções exoenergéticas e tem a capacidade de liberar, por hidrólise, essa energia armazenada para promover as reacções endoenergéticas (anabolismo).

Nas células, as reacções de anabolismo só são possíveis devido à energia transferida durante as reacções exoenergéticas que ocorrem na própria célula.

Na combustão não biológica, a energia é liberada de uma só vez, sob a forma de calor. Este é tão intenso que, se ocorresse na célula poderia matá-la. Na combustão biológica, a energia armazenada nas ligações químicas é liberada gradativamente e usada na síntese de ATP, nesta reacção, também ocorre liberação de calor mas em menor quantidade. Havendo necessidade o ATP é hidrolisado e a energia liberada é usada pra promover movimento e reacções metabólicas das células.

A formação de moléculas de ATP na biosfera está associada vários processos, tais como:

  • Captação de energia luminosa solar, na fotossíntese;

  • Oxidação de composto orgânicos e na fermentação.