การหายใจระดับเซลล์และเมแทบอลิซึมของคาร์โบไฮเดรต

ทางลัด: ความแตกต่างความคล้ายคลึงกันค่าสัมประสิทธิ์การเปรียบเทียบ Jaccardการอ้างอิง

ความแตกต่างระหว่าง การหายใจระดับเซลล์และเมแทบอลิซึมของคาร์โบไฮเดรต

การหายใจระดับเซลล์ vs. เมแทบอลิซึมของคาร์โบไฮเดรต

การหายใจระดับเซลล์ (cellular respiration) เป็นชุดปฏิกิริยาและกระบวนการทางเมแทบอลิซึมที่เกิดในเซลล์สิ่งมีชีวิตเพื่อเปลี่ยนแปลงพลังงานชีวเคมีจากสารอาหารเป็นอะดีโนซีนไตรฟอสเฟต (ATP) และปล่อยผลิตภัณฑ์ของเสียออกมา ปฏิกิริยาที่เกี่ยวข้องในการหายใจมีปฏิกิริยาแคแทบอลิซึมที่เกี่ยวข้องกับปฏิกิริยารีดอกซ์ (หมายถึง มีทั้งปฏิกิริยาออกซิเดชันและรีดักชัน) การหายใจเป็นหนึ่งในวิธีการหลักที่เซลล์จะได้รับพลังงานที่มีประโยชน์เพื่อเป็นเชื้อเพลิงการเปลี่ยนแปลงของเซลล์ สารอาหารซึ่งเซลล์สัตว์และพืชมักใช้ในการหายใจ มีน้ำตาล กรดอะมิโนและกรดไขมัน ตลอดจนตัวออกซิไดซ์ทั่วไป (ตัวรับอิเล็กตรอน) ในโมเลกุลออกซิเจน (O2) แบคทีเรียและอาร์เคียยังเป็นลิโธโทรฟ (lithotroph) คือ อาจหายใจได้โดยใช้โมเลกุลอนินทรีย์หลากชนิดเป็นตัวให้และรับอิเล็กตรอน เช่น กำมะถัน ไอออนโลหะ มีเทนและไฮโดรเจน สิ่งมีชีวิตซึ่งใช้ออกซิเจนเป็นตัวรับอิเล็กตรอนตัวสุดท้ายในการหายใจเรียกว่า สิ่งมีชีวิตต้องการออกซิเจน (aerobic) ส่วนสิ่งมีชีวิตที่ไม่ใช้ออกซิเจนเป็นตัวรับอิเล็กตรอนตัวสุดท้าย เรียกว่า สิ่งมีชีวิตไม่ต้องการออกซิเจน (anaerobic) พลังงานซึ่งปลดปล่อยออกมาในการหายใจใช้ในการสังเคราะห์เอทีพีเพื่อเก็บพลังงานนี้ พลังงานที่เก็บในเอทีพีจากนั้นสามารถใช้เพื่อขับเคลื่อนขบวนการซึ่งอาศัยพลังงาน ได้แก่ ชีวสังเคราะห์ การเคลื่อนที่หรือการส่งโมเลกุลข้ามเยื่อหุ้มเซลล. มแทบอลิซึมของคาร์โบไฮเดรต (carbohydrate metabolism) เป็นขบวนการทางชีวเคมีต่าง ๆ ซึ่งเป็นเหตุของการสร้าง การสลาย และการเปลี่ยนแปลงของคาร์โบไฮเดรตในสิ่งมีชีวิต คาร์โบไฮเดรตที่สำคัญที่สุด คือ กลูโคส ซึ่งเป็นน้ำตาลโมเลกุลเดี่ยวที่เกิดเมแทบอลิซึมได้ในสิ่งมีชีวิตแทบทุกชนิดเท่าที่ทราบ กลูโคสและคาร์โบไฮเดรตตัวอื่นมีส่วนในวิถีเมแทบอลิซึมอันหลากหลายในสปีชีส์ต่าง ๆ พืชสังเคราะห์คาร์โบไฮเดรตจากแก๊สในบรรยากาศโดยการสังเคราะห์ด้วยแสง ซึ่งเก็บพลังงานที่ดูดซับมาไว้ภายใน มักอยู่ในรูปของแป้งหรือลิพิด ส่วนประกอบของพืชถูกสัตว์หรือฟังไจกิน และใช้เป็นเชื้อเพลิงในการหายใจระดับเซลล์ ออกซิเดชันของคาร์โบไฮเดรตหนึ่งกรัมให้พลังงานประมาณ 4 กิโลแคลอรี พลังงานที่ได้จากเมแมบอลิซึม (นั่นคือ ออกซิเดชันของกลูโคส) มักถูกเก็บไว้ในเซลล์ชั่วคราวในรูปของ ATP สิ่งมีชีวิตซึ่งสามารถหายใจแบบใช้ออกซิเจนสามารถเกิดเมแทบอลิซึมของกลูโคสและออกซิเจนเพื่อปลดปล่อยพลังงาน โดยมีคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำเป็นผลพลอยได้ คาร์โบไฮเดรตประกอบด้วยน้ำตาลซับซ้อนและน้ำตาลอย่างง่าย น้ำตาลเดี่ยวสามารถสลายได้โดยตรงในเซลล์ คาร์โบไฮเดรตซับซ้อนอย่างซูโครส (น้ำตาลโมเลกุลคู่) มีน้ำตาลเดี่ยวมากกว่าหนึ่งตัวในสายโซ่ คาร์โบไฮเดรตพวกนี้ถูกสลายในทางเดินอาหารโดยเอนไซม์เฉพาะที่สลายสายโซ่และให้น้ำตาลเดี่ยวออกมา แป้งเป็นพอลิเมอร์ของหน่วยกลูโคสและถูกสลายเป็นกลูโคส เซลลูโลสเป็นสายโซ่คาร์โบไฮเดรตที่สัตว์บางชนิดไม่สามารถย่อยได้ เช่น มนุษย์ ดังนั้น มนุษย์จึงไม่ได้รับพลังงานจากการทานพืช แบคทีเรียบางชนิดที่ผลิตเอนไซม์ย่อยเซลลูโลสอาศัยอยู่ในทางเดินอาหารของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยน้ำนม เช่น วัว และเมื่อวัวกินหญ้า เซลลูโลสจะถูกแบคทีเรียสลาย และบางส่วนจะถูกปล่อยเข้าสุ่ทางเดินอาหาร คาร์โบไฮเดรตเชื้อเพลิงระยะสั้นอันดับแรกของสิ่งมีชีวิต เพราะคาร์โบไฮเดรตเกิดเมแทบอลิซึมได้ง่ายกว่าไขมันหรือกรดอะมิโนของโปรตีนส่วนที่ใช้เป็นพลังงาน ในสัตว์ คาร์โบไฮเดรตที่สำคัญที่สุด คือ กลูโคส ระดับของกลูโคสถูกใช้เป็นการควบคุมหลักของฮอร์โมนอินซูลินซึ่งเป็นฮอร์โมนศูนย์กลางเมแทบอลิซึม คาร์โบไฮเดรตอย่างง่ายบางชนิดมีวิถีออกซิเดชันด้วยเอนไซม์ของมันเอง เช่นเดียวกับคาร์โบไฮเดรตซับซ้อนอีกเล็กน้อย ตัวอย่างเช่น น้ำตาลโมเลกุลคู่ แล็กโทส ต้องอาศัยเอนไซม์แลกเทสเพื่อสลายได้เป็นองค์ประกอบมอโนแซ็กคาไรด์ ซึ่งสัตว์หลายชนิดขาดเอนไซม์นี้เมื่อโตเต็มวัย คาร์โบไฮเดรตมักถูกเก็บอยู่ในรูปพอลิเมอร์สายยาวที่โมเลกุลกลูโคสต่อกันด้วยพันธะไกลโคซิดิก เป็นโครงสร้างค้ำจุน (นั่นคือ ไคติน เซลลูโลส) หรือเพื่อการเก็บสะสมพลังงาน (นั่นคือ ไกลโคเจน แป้ง) อย่างไรก็ดี ความชอบน้ำอย่างมากของคาร์โบไฮเดรตส่วนมากทำให้การเก็บสะสมคาร์โบไฮเดรตในปริมาณมากไม่มีประสิทธิภาพ เพราะน้ำหนักโมเลกุลที่มากของสารประกอบเชิงซ้อนระหว่างน้ำกับคาร์โบไฮเดรต ในสิ่งมีชีวิตส่วนใหญ่ คาร์โบไฮเดรตที่มากเกินไปจะเกิดแคแทบอลิซึมเป็นประจำเพื่อสร้างอะซิติลโค เอ ซึ่งสามารถเข้าวิถีการสังเคราะห์กรดไขมัน พลังงานระยะยาวตามปกติเก็บสะสมอยู่ในรูปของกรดไขมัน ไตรกลีเซอไรด์และลิพิดอื่น ๆ มากกว่า อย่างไรก็ดี สัตว์ รวมทั้งมนุษย์ ขาดกลไกเอนไซม์ที่จำเป็นในการสังเคราะห์กลูโคสจากลิพิด แม้กลีเซอรอลจะสามารถเปลี่ยนมาเป็นกลูโคสได้ก็ตาม.

กรดอะมิโน

กรดอะมิโน (amino acid) คือ ชีวโมเลกุลที่มีทั้งหมู่ฟังก์ชันอะมิโนและคาร์บอกซิลเป็นส่วนประกอบ กรดอะมิโนเป็นองค์ประกอบสำคัญของโปรตีนซึ่งเป็นส่วนประกอบสำคัญที่มีอยู่ในสิ่งมีชีวิตทุกชนิด ในวิชาชีวเคมี คำว่า "กรดอะมิโน" มักหมายความถึงกรดอะมิโนแบบแอลฟา (alpha amino acids) ซึ่งเป็นกรดอะมิโนที่ทั้งหมู่อะมิโนและหมู่คาร์บอกซิลติดอยู่กับคาร์บอนอะตอมเดียวกัน เรียกว่า \alpha-คาร์บอน เรซิดีวของกรดอะมิโน (amino acid residue) คือกรดอะมิโนที่ถูกดึงโมเลกุลของน้ำออกไปหนึ่งโมเลกุล (ไฮโดรเจนไอออนหนึ่งไอออนจากหมู่อะมิโน และไฮดรอกไซด์ไอออนหนึ่งไอออนจากหมู่คาร์บอกซิล) เรซิดีวของกรดมักเกิดขึ้นในขณะสร้างพันธะเพปไท.

กรดอะมิโนและการหายใจระดับเซลล์ · กรดอะมิโนและเมแทบอลิซึมของคาร์โบไฮเดรต · ดูเพิ่มเติม »

กรดไพรูวิก

กรดไพรูวิก (CH3COCOOH) เป็นกรดอินทรีย์ คีโตน และกรดแอลฟา-คีโตซึ่งมีโครงสร้างเรียบง่ายที่สุด แอนไอออนคาร์บอกซิเลต (COO-) ซึ่งเป็นคู่เบสของกรดไพรูวิกตามทฤษฎีของเบรินสเตด-เลารี มีชื่อว่า ไพรูเวต (CH3COCOO-) เป็นจุดร่วมสำคัญในหลายวิถีเมแทบอลิซึม.

กรดไพรูวิกและการหายใจระดับเซลล์ · กรดไพรูวิกและเมแทบอลิซึมของคาร์โบไฮเดรต · ดูเพิ่มเติม »

กรดไขมัน

กรดบูไตริก, ห่วงโซ่กรดไขมันสั้น กรดไขมัน (Fatty acid) เป็นกรดคาร์บอกซิลิก (carboxylic acid) ซึ่งมีหางเป็นโซ่แบบ อะลิฟาติก (aliphatic) ยาวมีทั้งกรดไขมันอิ่มตัว (saturated) และกรดไขมันไม่อิ่มตัว (unsaturated) กรดไขมันจะมีคาร์บอน อย่างน้อย 8 อะตอม และส่วนใหญ่จะเป็นจำนวนเลขคู่ เพราะกระบวนการชีวสังเคราะห์ ของกรดไขมันจะเป็นการเพิมโมเลกุลของอะซิเตต ซึ่งมีคาร์บอน อยู่ 2 อะตอม ในอุตสาหกรรม กรดไขมันผลิตโดยการไฮโดรไลสิส (hydrolysis) เอสเตอร์ ลิงเกจส์ ในไขมัน หรือน้ำมันในรูปของ ไตรกลีเซอไรด์ (triglyceride) ด้วยการกำจัด กลีเซอรอล ออกไป ดู โอลีโอเคมิคอล (oleochemical).

กรดไขมันและการหายใจระดับเซลล์ · กรดไขมันและเมแทบอลิซึมของคาร์โบไฮเดรต · ดูเพิ่มเติม »

วิถีเมแทบอลิซึม

ในทางชีวเคมี วิถีเมแทบอลิซึม (metabolic pathway) เป็นชุดของปฏิกิริยาเคมีที่เกิดขึ้นในเซลล์ ในแต่ละวิถี สารเคมีหลักจะเกิดปฏิกิริยาเคมีและเปลี่ยนไปเป็นสารอื่น โดยมีเอนไซม์เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา และมักต้องอาศัยแร่ธาตุ วิตามินและโคแฟกเตอร์อื่น ๆ จึงจะดำเนินไปอย่างเหมาะสม เพราะมีสารเคมีจำนวนมาก ("เมแทบอไลต์") เข้ามาเกี่ยวข้อง วิถีเมแทบอลิซึมจึงอาจค่อนข้างซับซ้อน ยิ่งไปกว่านั้น วิถีซึ่งแตกต่างกันจำนวนมากเกิดร่วมกันในเซลล์ หมู่วิถีนี้เรียกว่า เครือข่ายเมแทบอลิซึม วิถีเมแทบอลิซึมสำคัญต่อการรักษาภาวะธำรงดุล (homeostasis) ในสิ่งมีชีวิต วิถีแคแทบอลิซึมและแอแนบอลิซึมมักทำงานพึ่งพาอาศัยกันเพื่อสร้างโมเลกุลชีวภาพใหม่เป็นผลิตภัณฑ์สุดท้าย วิถีเมแทบอลิซึมเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงสารตั้งต้นทีละขั้นเพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์ใหม่ ผลิตภัณฑ์ที่ได้มานั้นสามารถนำไปใช้ได้สามทาง คือ.

การหายใจระดับเซลล์และวิถีเมแทบอลิซึม · วิถีเมแทบอลิซึมและเมแทบอลิซึมของคาร์โบไฮเดรต · ดูเพิ่มเติม »

อะดีโนซีนไตรฟอสเฟต

อะดีโนซีนไตรฟอสเฟต (adenosine triphosphate: ATP) เป็นสารให้พลังงานสูงแก่เซลล์ ผลิตจากกระบวนการสังเคราะห์แสง หรือการหายใจระดับเซลล์และถูกใช้โดยกระบวนการต่าง ๆ ของร่างกาย เช่น สลายอาหาร, active transport,move ในสิ่งมีชีวิต ATP ถูกสร้างขึ้นด้วยวิถีทางต่าง ๆ ดังนี้.

การหายใจระดับเซลล์และอะดีโนซีนไตรฟอสเฟต · อะดีโนซีนไตรฟอสเฟตและเมแทบอลิซึมของคาร์โบไฮเดรต · ดูเพิ่มเติม »

อะซิติลโคเอนไซม์ เอ

อะซิติลโคเอนไซม์ เอ หรืออะซิติลโค เอ เป็นโมเลกุลที่สำคัญในเมแทบอลิซึม ใช้ในปฏิกิริยาทางชีวเคมีหลายปฏิกิริยา หน้าที่หลักของมันคือ การถ่ายทอดอะตอมคาร์บอนในหมู่อะซิติลไปยังวัฏจักรเครปส์เพื่อให้ถูกออกซิไดซ์ (oxidize) และสร้างพลังงาน ในโครงสร้างเคมี อะซิติลโค เอ เป็นไธโอเอสเทอร์ระหว่างโคเอนไซม์ เอ (ไธออล) กับกรดอะซิติก (ตัวพาหมู่เอซิล) อะซิติลโค เอ ถูกผลิตระหว่างขั้นที่สองของการหายใจระดับเซลล์ที่ใช้ออกซิเจน การขจัดหมู่คาร์บอกซิล (decarboxylation) ของไพรูเวต ซึ่งเกิดขึ้นในเมทริกซ์ของไมโทคอนเดรีย จากนั้น อะซิติลโค เอ จะเข้าสู่วัฏจักรเครปส์ต่อไป อะซิติลโค เอ เป็นองค์ประกอบสำคัญในการสังเคราะห์ชีวภาพของสารสื่อประสาท อะซิติลโคลีน โคลีน เมื่อรวมกับอะซิติลโค เอ จะถูกเร่งโดยเอนไซม์ โคลีนอะซิติลทรานสเฟอเรส (choline acetyltransferase) เพื่อผลิตอะซิติลโคลีนและได้โคเอนไซม์เป็นผลพลอยได้ คอนราด บลอชและเฟโอดอร์ ลือเนนได้รับรางวัลโนเบลสาขาสรีรวิทยาหรือการแพทย์ใน..

การหายใจระดับเซลล์และอะซิติลโคเอนไซม์ เอ · อะซิติลโคเอนไซม์ เอและเมแทบอลิซึมของคาร์โบไฮเดรต · ดูเพิ่มเติม »

แบคทีเรีย

แบคทีเรีย หรือ บัคเตรี เป็นประเภทของสิ่งมีชีวิตประเภทใหญ่ประเภทหนึ่ง มีขนาดเล็ก มองด้วยตาเปล่าไม่เห็น ส่วนใหญ่มีเซลล์เดียว และมีโครงสร้างเซลล์ที่ไม่ซับซ้อนมาก และโดยทั่วไปแบคทีเรียแบ่งได้หลายรูปแ.

การหายใจระดับเซลล์และแบคทีเรีย · เมแทบอลิซึมของคาร์โบไฮเดรตและแบคทีเรีย · ดูเพิ่มเติม »

แคแทบอลิซึม

แผนภาพแคแทบอลิซึมของสารอาหารในร่างกาย แคแทบอลิซึม เป็นกลุ่มวิถีเมแทบอลิซึมซึ่งสลายโมเลกุลเป็นหน่วยขนาดเล็กและปลดปล่อยพลังงาน ในแคแทบอลิซึม โมเลกุลขนาดใหญ่ เช่น พอลิแซ็กคาไรด์ ลิพิด กรดนิวคลีอิกและโปรตีนถูกสลายเป็นหน่วยขนาดเล็กกว่า เช่น มอโนแซ็กคาไรด์ กรดไขมัน นิวคลีโอไทด์และกรดอะมิโนตามลำดับ โมเลกุลขนาดใหญ่ เช่น พอลิแซ็กคาไรด์ โปรตีนและกรดนิวคลีอิก ซึ่งประกอบด้วยหน่วยมอโนเมอร์สายยาวนี้ เรียกว่า พอลิเมอร์ เซลล์ใช้มอโนเมอร์ที่ปลดปล่อยจากการสลายพอลิเมอร์เพื่อสร้างโมเลกุลพอลิเมอร์ใหม่ หรือย่อยมอโนเมอร์นั้นอีกจนเหลือผลิตภัณฑ์ของเสียที่มีโครงสร้างเรียบง่าย และปลดปล่อยพลังงานออกมา ของเสียในเซลล์รวมถึงกรดแลกติก กรดอะซีติก คาร์บอนไดออกไซด์ แอมโมเนียและยูเรีย การสร้างของเสียเหล่านี้โดยปกติเป็นขบวนการออกซิเดชันเกี่ยวข้องกับการปลดปล่อยพลังงานเคมีอิสระ ซึ่งบางส่วนสูญเสียไปในรูปความร้อน แต่ส่วนที่เหลือถูกใช้เพื่อขับเคลื่อนการสังเคราะห์อะดีโนซีนไตรฟอสเฟต (ATP) โมเลกุลนี้ทำหน้าที่เป็นหนทางที่เซลล์ขนส่งพลังงานที่ปลดปล่อยออกมาจากแคแทบอลิซึมไปยังปฏิกิริยาที่ต้องการพลังงานซึ่งประกอบเป็นแอแนบอลิซึม ฉะนั้น แคแทบอลิซึมจึงให้พลังงานเคมีซึ่งจำเป็นต่อการคงสภาพและการเจริญเติบโตของเซลล์ ตัวอย่างของขบวนการแคแทบอลิซึม เช่น ไกลโคไลสิส วัฏจักรเครปส์ การสลายโปรตีนกล้ามเนื้อเพื่อใช้กรดอะมิโนเป็นสารตั้งต้นในการสร้างกลูโคสและการสลายไขมันในเนื้อเยื่อไขมันเป็นกรดไขมัน มีหลายสัญญาณซึ่งควบคุมแคแทบอลิซึม สัญญาณที่ทราบกันส่วนมากเป็นฮอร์โมนและโมเลกุลที่เกี่ยวข้องในเมแทบอลิซึมเอง นักวิทยาต่อมไร้ท่อเดิมจำแนกฮอร์โมนจำนวนมากเป็นฮอร์โมนแอแนบอลิกหรือแคแทบอลิกขึ้นอยู่กับส่วนของเมแทบอลิซึมที่มันไปกระตุ้น ฮอร์โมนแคแทบอลิกดั้งเดิมที่ทราบกันตั้งแต่ต้นคริสต์ศตวรรษที่ 20 ได้แก่ คอร์ติซอล กลูคากอนและอะดรีนาลีน ตลอดจนแคทีโคลามีนอื่น ๆ ในทศวรรษหลัง ๆ มีการค้นพบฮอร์โมนมากขึ้นที่มีผลเชิงแคแทบอลิซึมอยู่บ้าง รวมทั้งไซโคไคน์ โอรีซิน (ไฮโปเครติน) และเมลาโทนิน ฮอร์โมนแคแทบอลิกเหล่านี้จำนวนมากแสดงผลต่อต้านแคแทบอลิซึมในเนื้อเยื่อกล้ามเนื้อ การศึกษาหนึ่งพบว่า การจัดการเอพิเนฟริน (อะดรีนาลิน) มีผลยับยั้งการสลายโปรตีน และอันที่จริง ยับยั้งแคแทบอลิซึมมากกว่ากระตุ้น อีกการศึกษาหนึ่งพบว่า แคทีโคลามีนโดยรวม (คือ นอร์อะดรีนาลินและอะดรีนาลิน) ลดอัตราแคแทบอลิซึมในกล้ามเนื้ออย่างมาก.

การหายใจระดับเซลล์และแคแทบอลิซึม · เมแทบอลิซึมของคาร์โบไฮเดรตและแคแทบอลิซึม · ดูเพิ่มเติม »

ไกลโคไลซิส

ั้นตอนของไกลโคไลซิส ไกลโคไลซิส (Glycolysis) เป็นกระบวนการปฏิกิริยาเคมีที่พบทั้งในโพรแคริโอตและยูแคริโอตโดยในยูแคริโอตนั้นพบบริเวณไซโทซอลของเซลล์ เป็นกระบวนการสังเคราะห์โมเลกุล ATP กับ NADH จากโมเลกุลของกลูโคสกล่าวโดยสรุปแล้วหนึ่งโมเลกุลของกลูโคสเมื่อผ่านกระบวนการไกลโคไลซิสแล้วได้สองโมเลกุลของ ATP, NADH และ ไพรูเวต เป็นการย่อยสลายโมเลกุลของกลูโคส (คาร์บอน 6 ตัว) ไปเป็นไพรูเวต (คาร์บอน 3 ตัว).

การหายใจระดับเซลล์และไกลโคไลซิส · เมแทบอลิซึมของคาร์โบไฮเดรตและไกลโคไลซิส · ดูเพิ่มเติม »

เมแทบอลิซึม

กระบวนการสร้างและสลาย หรือ เมแทบอลิซึม (metabolism) มาจากภาษากรีก μεταβολή ("metabolē") มีความหมายว่า "เปลี่ยนแปลง" เป็นกลุ่มปฏิกิริยาเคมีที่เกิดขึ้นในเซลล์สิ่งมีชีวิตเพื่อค้ำจุนชีวิต วัตถุประสงค์หลักสามประการของเมแทบอลิซึม ได้แก่ การเปลี่ยนอาหารและเชื้อเพลิงให้เป็นพลังงานในการดำเนินกระบวนการของเซลล์ การเปลี่ยนอาหารและเชื้อเพลิงเป็นหน่วยย่อยของโปรตีน ลิพิด กรดนิวคลิอิกและคาร์โบไฮเดรตบางชนิด และการขจัดของเสียไนโตรเจน ปฏิกิริยาเหล่านี้มีเอนไซม์เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา เพื่อให้สิ่งมีชีวิตเติบโตและเจริญพันธุ์ คงไว้ซึ่งโครงสร้างและตอบสนองต่อสิ่งแวดล้อม "เมแทบอลิซึม" ยังสามารถหมายถึง ผลรวมของปฏิกิริยาเคมีทั้งหมดที่เกิดในสิ่งมีชีวิต รวมทั้งการย่อยและการขนส่งสสารเข้าสู่เซลล์และระหว่างเซลล์ กลุ่มปฏิกิริยาเหล่านี้เรียกว่า เมแทบอลิซึมสารอินเทอร์มีเดียต (intermediary หรือ intermediate metabolism) โดยปกติ เมแทบอลิซึมแบ่งได้เป็นสองประเภท คือ แคแทบอลิซึม (catabolism) ที่เป็นการสลายสสารอินทรีย์ ตัวอย่างเช่น การสลายกลูโคสให้เป็นไพรูเวต เพื่อให้ได้พลังงานในการหายใจระดับเซลล์ และแอแนบอลิซึม (anabolism) ที่หมายถึงการสร้างส่วนประกอบของเซลล์ เช่น โปรตีนและกรดนิวคลีอิก ทั้งนี้ การเกิดแคแทบอลิซึมส่วนใหญ่มักมีการปลดปล่อยพลังงานออกมา ส่วนการเกิดแอแนบอลิซึมนั้นจะมีการใช้พลังงานเพื่อเกิดปฏิกิริยา ปฏิกิริยาเคมีของเมแทบอลิซึมถูกจัดอยู่ในวิถีเมแทบอลิซึม (metabolic pathway) ซึ่งสารเคมีชนิดหนึ่งๆ จะถูกเปลี่ยนแปลงหลายขั้นตอนจนกลายเป็นสารชนิดอื่น โดยอาศัยการเข้าทำปฏิกิริยาของใช้เอนไซม์หลายชนิด ทั้งนี้ เอนไซม์ชนิดต่างๆ นั้นมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการเกิดเมแทบอลิซึม เพราะเอนไซม์จะเป็นตัวกระตุ้นการเกิดปฏิกิริยาเคมีเหล่านั้น โดยการเข้าจับกับปฏิกิริยาที่เกิดเองได้ (spontaneous process) อยู่แล้วในร่างกาย และหลังการเกิดปฏิกิริยาจะมีปลดปล่อยพลังงานออกมา พลังงานที่เกิดขึ้นนี้จะถูกนำไปใช้ในปฏิกิริยาเคมีอื่นของสิ่งมีชีวิตที่ไม่อาจเกิดขึ้นได้เองหากปราศจากพลังงาน จึงอาจกล่าวได้ว่า เอนไซม์ทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา ทำให้ปฏิกิริยาเคมีต่างๆ ของร่างกายดำเนินไปอย่างรวดเร็วและมีประสิทธิภาพ นอกจากนี้ เอนไซม์ยังทำหน้าที่ควบคุมวิถีเมแทบอลิซึมในกระบวนการการตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงในสิ่งแวดล้อมของเซลล์หรือสัญญาณจากเซลล์อื่น ระบบเมแทบอลิซึมของสิ่งมีชีวิตจะเป็นตัวกำหนดว่า สารใดที่มีคุณค่าทางโภชนาการและเป็นพิษสำหรับสิ่งมีชีวิตนั้น ๆ ตัวอย่างเช่น โปรคาริโอตบางชนิดใช้ไฮโดรเจนซัลไฟด์เป็นสารอาหาร ทว่าแก๊สดังกล่าวกลับเป็นสารที่ก่อให้เกิดพิษแก่สัตว์ ทั้งนี้ ความเร็วของเมแทบอลิซึม หรืออัตราเมแทบอลิกนั้น ส่งผลต่อปริมาณอาหารที่สิ่งมีชีวิตต้องการ รวมไปถึงวิธีที่สิ่งมีชีวิตนั้นจะได้อาหารมาด้วย คุณลักษณะที่โดดเด่นของเมแทบอลิซึม คือ ความคล้ายคลึงกันของวิถีเมแทบอลิซึมและส่วนประกอบพื้นฐาน แม้จะในสปีชีส์ที่ต่างกันมากก็ตาม ตัวอย่างเช่น กลุ่มกรดคาร์บอกซิลิกที่ทราบกันดีว่าเป็นสารตัวกลางในวัฏจักรเครปส์นั้นพบได้ในสิ่งมีชีวิตทุกชนิดที่มีการศึกษาในปัจจุบัน ตั้งแต่สิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวอย่างแบคทีเรีย Escherichia coli ไปจนถึงสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ขนาดใหญ่อย่างช้าง ความคล้ายคลึงกันอย่างน่าประหลาดใจของวิถีเมแทบอลิซึมเหล่านี้เป็นไปได้ว่าอาจเป็นผลเนื่องมาจากวิถีเมแทบอลิซึมที่ปรากฏขึ้นในช่วงแรกของประวัติศาสตร์วิวัฒนาการ และสืบมาจนถึงปัจจุบันเพราะประสิทธิผลของกระบวนการนี้.

การหายใจระดับเซลล์และเมแทบอลิซึม · เมแทบอลิซึมและเมแทบอลิซึมของคาร์โบไฮเดรต · ดูเพิ่มเติม »