Lo metabolisme, dau grèc ancian metabolê (« cambiament », « transformacion »), designa l'ensemble de las reaccions quimicas que se debanan dins las cellulas dels organismes vivents e que lor permeton de demorar en vida. Aquelas reaccions, fòrça nombrosas e estrechament coordinadas, asseguran la transformacion de la matèria e de l'energia necessàrias a totas las foncions biologicas (creissença, reproduccion, responsa als estimulús, manten de l'integritat estructurala e foncionala de las cellulas e dels teissuts). Son una proprietat universala del vivent e de reaccions metabolicas son presentas dins totas las cellulas de totes los organismes coneguts, de las bacterias mai simplas als organismes multicellulars mai complèxes.

Son classicament distinguidas doas grandas compausantas del metabolisme :

• lo catabolisme que designa l'ensemble de las reaccions de degradacion de las moleculas organicas complèxas en moleculas mai simplas, amb liberacion d'energia.
• l'anabolisme que l'ensemble de las reaccions de sintèsi de moleculas complèxas a partir de precursors simples, amb consomacion d'energia.

Aqueles procediments son ligats e s'equilibran de longa dins las cellulas viventas. L'energia liberada pel catabolisme es captada e estocada jos forma d'adenosina trifosfat (ATP), la font d'energia principala del vivent, qu'es puèi utilizada per alimentar las reaccions anabolicas e totas las autras foncions cellularas que demandan d'energia.

L'estudi del metabolisme es un dels domenis centrals de la bioquimia e de la biologia. A d'implicacions nombrosas en medecina, en nutricion o en farmacologia que permet de comprendre e de tractar de malautiás coma lo diabèta, l'obesitat o las dislipedemias

Las primièras reflexions suls procediments de transformacion de la matèria dins los organismes vivents datan de l'Antiquitat. Los mètges grècs, especialament Ipocrates (430-360 abC) e Galen (129-216 apC), observèron que los aliments ingerits pels animals èran transformats e assimilats pel còs e qu'aquela transformacion èra associada a una produccion de calor. Galen desvolopèt una version de la teoria dels « esperits animals » e de las « umors » que, en despièch de son caractèr totalament erronèu, pausava la question fondamentala de la relacion entre l'alimentacion, la calor corporala d'un individú e la vitalitat. Sas concepcions marquèron la pensada medicala occidentala pendent mai d'un millenari.

Durant l'Edat Mejana, de sabents arabs, coma Avicena (980-1037) e Averroès (1126-1198), enriquiguèron e transmetèron la tradicion medicala grèga^[1][2]. Pasmens, remetèron pas en question sos fondaments teorics sus la natura de las transformacions corporalas. Aital, las primièras temptativas d'apròchi experimental d'aquelas questions se faguèron en Euròpa durant la Renaissença. Mostrèron rapidament los limits de las concepcions ancianas. En particular, a partir d'experiéncias quantitativas sus la nutricion de las plantas, lo mètge flamenc Jan Baptist van Helmont (1577-1644) formulèt lo concèpte de « gas » per designar las substàncias volatilas produchas per de transformacions quimicas se debanant dins la planta^[3].

La compreneson modèrna del metabolisme nasquèt amb la revolucion quimica de la segonda mitat del sègle XVIII iniciada pels trabalhs d'Antoine de Lavoisier (1743-1794)^[4]. En establissent que la combustion èra una reaccion d'oxidacion implicant una absorpcion d'oxigèn e una liberacion de dioxid de carbòni e d'aiga, pausèt las basas de la descripcion de la respiracion cellulara. Aital, dins sas experiéncias mai famosas, mostrèt que la respiracion animala èra una forma de combustion lenta e contrarotlada que produsiá de calor e de dioxid de carbòni a partir d'oxigèn e d'aliments. Aquela descobèrta fondamentala permetèt d'observar pel primièr còp l'existéncia d'un ligam quantitatiu entre alimentacion, respiracion e produccion de calor. Venguèt tanben la basa de la calorimetria e de la termodinamica biologica.

Lo sègle XIX foguèt un periòde de progrèsses importants en quimia, en particular dins los domenis de la termodinamica e de la quimia organica. L'aplicacion d'aquelas descobèrtas a l'estudi del metabolisme permetèt alara de pausar las basas de la compreneson modèrna del metabolisme. Lo quimista britanic William Prout (1785-1850) foguèt un dels actors centrals d'aquela evolucion. En efièch, en 1827, sas recèrcas permetèron de definir las tres grandas classas d'aliments (glucids, lipids e proteïnas)^[5]. Mai tard, pendent la segonda mitat del sègle, lo quimista alemand Justus von Liebig (1803-1873) mostrèt l'importància de l'azòt, del fosfòr, del potassi e del dioxid de carbòni per las plantas^[6]. Puèi, Claude Bernard (1813-1878), fisiològ francés, descobriguèt lo ròtle del fetge dins la sintèsi e l'estocatge del glicogèn. Aquò permetèt de mostrar que los organismes vius èran capables de sintetizar e d'estocar de nutriments^[7]. Aquò obriguèt la via a la descobèrta de l'anabolisme.

En parallèl, lo desvolopament de la teoria cellulara, a partir dels trabalhs de Matthias Schleiden (1804–1881) e Theodor Schwann (1810–1882), permetèt de localizar los procediments metabolics dins las cellulas. Puèi, la descobèrta dels enzims per Wilhelm Kühne (1837–1900) permetèt de començar la compreneson dels mecanismes moleculars del metabolisme^[8][9].

Durant lo sègle XX, los progrèsses en matèria de bioquimia permetèron pauc a pauc d'identificar las grandas vias metabolicas. En 1937, Hans Krebs (1900-1981) descobriguèt lo cicle que pòrta son nom, çò que constituís una de las descobèrtas mai importantas de l'istòria de la biologia del sègle XX. Aquò permetèt de descriure una part importanta del mecanismes catabolics e anabolics. Pasmens, foguèt pas l'unica descobèrta dins lo domeni. Aital, Otto Warburg (1883-1970) elucidèt los mecanismes de la respiracion cellulara e de la glicolisi^[10], Fritz Lipmann (1899-1986) identifiquèt lo ròtle de l'ATP dins los mecanismes d'estocatge e de transferiment d'energia al sen de l'organisme^[11] e descobriguèt lo coenzim A, un element centrau del metabolisme dels lipids e dels glucids, e Peter Mitchell (1920-1992) prepausèt la teoria quimiosmotica, un modèl permetent de precisar lo foncionament de l'ATP^[12].

Dempuèi los ans 1990, la revolucion genomica a prigondament transformat l'estudi del metabolisme que lo sequenciatge dels genòmas d'un nombre creissent d'organismes permetèt d'identificar l'ensemble dels gèns codant d'enzims metabolics. Venguèt alara possible de bastir de representacions complètas de las rets metabolicas d'organismes entièrs. Apareguèt aital la metabolomica qu'es la disciplina de l'estudi de l'ensemble de las pichonas moleculas presentas dins una cellula, un teissut o un organisme a un moment donat. Aquel apròchi sistemic a revelat la complexitat extraordinària de las rets metabolicas e de lors interaccions amb los procediments genetics, epigenetics e environamenals.

Lo metabolisme opèra sus un nombre relativament limitat de quatre classas principalas de moleculas organicas que constituïsson las bricas elementàrias del vivent. En efièch, los glucids (monosacarids, disacarids, polisacarids...) constituïsson la principala font d'energia immediata per la màger part de las cellulas^[13]. Los lipids son un ensemble de compausats que son una forma d'estocatge energetic de nauta densitat^[14]. Son tanben de compausants essencials de las membranas cellularas e de precursors de moleculas regulatritz coma las ormònas esteroïdianas. Puèi, vènon las proteïnas, d'aminoacids polimerizats, que realizan de foncions extraordinàriament divèrsas : son susceptiblas de catalizar de reaccions quimicas, de participar a la fabricacion d'una estructura biologica, de transportar de susbstàncias, de regular l'activitat quimica d'un organ, de servir de receptors d'informacions, etc. Enfin, i a los acids nucleïcs (ADN e ARN) pòrtan e transmeton l'informacion genetica que dirigís la sintèsi de totas las proteïnas e donc l'ensemble del metabolisme.

Los enzims son d'elements centrals del metabolisme^[15]. Son de proteïnas que catalizan las reaccions quimicas del metabolisme. Valent a dire, qu'accelèran considerablament lor velocitat sens èsser elas meteissas consumidas pendent la reaccion^[16]. Sens enzims, la màger part de las reaccions metabolicas serián fòrça tròp lentas per sostenir la vida dins de condicions de temperatura e de pH compatiblas amb los organismes vivents. Los enzims agisson en se ligant especificament a lors substrats al nivèl d'un sit actiu, formant un complèx enzim-substrat transitòri qu'abaissa l'energia d'activacion necessària a la reaccion. L'especificitat remarcabla dels enzims per lors substrats — sovent comparada a una relacion « clau-sarralha » — es a la basa de la precision e de la coordinacion de las vias metabolicas. Se compta de milièrs d'enzims diferents dins una cellula tipica, destinats a catalizar una o qualques reaccions especificas.

Per foncionar corrèctament, un nombre important d'enzims necessitan la preséncia de moleculas non proteïcas. Aquelas substàncias pòdon èsser d'ions metallicas (zinc, magnèsi, coire, fèrre...) o de moleculas organicas apeladas coenzims que servisson de transportaires de grops quimics o d'electrons. Demest los coenzims mai importants, figuran lo dinucleotid nicotinaamida-adenina (NAH), que permet lo transpòrt d'electrons dins de reaccions d'oxidoreduccion, lo coenzim A (CoA), que permet lo transpòrt de grops acil dins lo metabolisme dels lipids e dels glucids, e la flavina adenina dinucleotid (FAD) qu'es egalament implicada dins de reaccions d'oxidoreduccion. Fòrça coenzims derivan de vitaminas, çò qu'explica l'importància de las vitaminas dins l'alimentacion : una caréncia de vitamina entraïna una manca de coenzims e, en cas de persisténcia, un disfoncionament metabolic.

L'adenosina trifosfat (ATP) es la principala molecula d'estocatge e de transferiment d'energia dins totas las cellulas vivas conegudas. Es constituïda d'una basa azotada (adenina), d'un sucre (ribòsa) e de tres grops fosfat. L'idrolisi de la ligason entre lo segond e lo tresen grops fosfat s'acompanha d'una liberacion d'energia liura considerabla, environ 30,5 kJ/mol dins las condicions estandardas. Aquela energia pòt èsser utilizada per permetre lo dabanament de reaccions encdergonicas, es a dire de reaccions que necessitan un apòrt d'energia. L'ATP es aital utilizat per alimentar los mecanismes de contraccion musculara, de transpòrt actiu d'ions, de sintèsi de macromoleculas biologicas, etc. Una cellula umana tipica conten donc de longa d'ATP qu'es de contunh regenerada pel catabolisme dels nutriments. Aqueles mecanismes son indispensables a la vida. Per exemple, cada jorn, lo còs uman sintetiza e consumís una quantitat d'ATP equivalenta au sieu pes.

La descripcion de las reaccions metabolicas es una dimension importanta de sa compreneson, mas lo metabolisme se redutz pas a una seria de reaccions isoladas. Al contrari, s'organiza en vias metabolicas que son de sequéncias ordenadas de reaccions enzimaticas permetent de passar d'un d'un substrat a un produch final. Aquelas sequéncias son elas meteissas organizadas en rets interconnectadas. De vias metabolicas son linearas, valent a dire que cada produch d'una reaccion ven lo substrat de la reaccion seguenta, mentre que d'autres son ciclicas, valent a dire que lo produch final de la sequéncia regenèra lo substrat inicial. Per exemple, es lo cas dau cicle de Krebs. Aital, las vias metabolicas son interconnectadas per de metabolits « caireforc », coma la glucòsa-6-fosfat, que pòdon èsser orientats cap a diferentas vias segon los besonhs energetics o biosintetics de la cellula. Aquela organizacion en ret conferís al metabolisme global una flexibilitat granda e una robustesa granda per resistir a las perturbacions.

La glicolisi es la via metabolica centrala del catabolisme dels glucids. Designa la sequéncia de dètz reaccions enzimaticas que permèton de passar d'una molecula de glucòsa en doas moleculas de piruvat amb una produccion de doas moleculas d'ATP e de doas moleculas de NADH. La glicolisi se debana dins lo citoplasma de totas las cellulas viventas, en preséncia o en abséncia d'oxigèn. Es aital la via metabolica mai universalament frequenta dins lo monde vivent. En particular, es a l'origina de la respiracion cellulara aeròbia e de la fermentacion anaeròbia.

Lo cicle de Krebs (o cicle de l'acid citric) es un mecanisme metabolic ciclic que se debana dins las mitocondrias de las cellulas eucariòtas o dins lo citoplasma de las cellulas procariòtas. Foguèt descrich pel primièr còp per Hans Krebs en 1937. Es la via centrala de l'oxidacion dels nutriments dins las condicions aeròbias. Es fondat sus la reaccion entre l'acetil-CoA, un produch eissit de la degradacion dels glucids, dels lipids e d'aminoacids, e l'oxaloacetat per formar de citrat. Puèi, un ensemble d'uèch reaccions enzimaticas permet d'oxidar lo citrat e de regenerar l'oxaloacetat en produsant de dioxid de carbòni, de NADH, de FADH₂ e d'ATP (o de GTP segon los organismes). Lo NADH e lo FADH₂ constituïsson la principala font d'electrons per la cadena respiratòria mitocondriala.

La cadena respiratòria es una cadena de transpòrt dels electrons que permet de realizar l'oxidacion dels coenzims reduchs eissits de la degradacion de compausants organics o minerals, en particular lo NADH fabricats dins las mitocondrais per lo cicle de Krebs. Aquelas cadenas son formadas d'enzims e de transportaires d'electrons (citocròmas, quinònas, flavoproteïnas...) organizats a l'entorn de la membrana plasmica en los procariòtas e dins las membranas mitocondrialas en los eucariòtas. Fòrça eficaç, aquel mecanisme permet de produrre entre 30 e 32 moleculas d'ATP per cada molecula de glucòsa oxidada^[17].

La bèta-oxidacion dels acids gras es lo mecanisme principal de degradacion dels acids grasses. Se debana dins las mitocondrias e consistís en una tièra de reaccions repetitivas qu'acorchan progressivament la cadena carbonada de l'acid gras per produrre una molecula d'acetil-coA, una molecula de NADH e una molecula de FADH₂. Puèi, aqueles compausants alimentan lo cicle de Krebs e la cadena respiratòria. L'interès dels acids grasses es la capacitat d'estocatge energetic dels lipids. En efièch, un grama de lipids fornís mai o mens 9 kcal d'energia contra 4 kcal per un grama de glucids o de proteïnas.

Las proteïnas pòdon galament servir de font d'energia, sustot en periòde de june perlongat o de caréncia energetica. Per aquò, son idrolizadas en aminoacids per d'enzims. Puèi, aqueles aminoacids son degradats per de vias especificas qu'implican l'eliminacion del grop aminat. Aquela transformacion produtz d'amoniac qu'es convertida en urèa dins lo fetge, çò que permet una eliminacion pels rens. Enfin, l'esquelèt carbonat de la molecula d'origina es transformat en metabolits intermediaris del cicle de Krebs, en piruvat o en acetil-CoA que son susceptibles d'èsser oxidats per produire d'energia o utilizats per la glicogenèsi.

La fotosintèsi es lo mecanisme anabolic que permet als organismes fotosintetics (plantas, algas, cianobacterias...) de captar l'energia solara per sintetizar de moleculas organicas a partir de dioxid de carbòni e d'aiga^[18]. A luòc dins los cloroplasts de las cellulas vegetalas e compren doas fasas principalas. La primièra, la « fasa luminosa », assegura la collècta de l'energia solara gràcias a de pigments fotosintetics (clorofilla, carotenoïdes) e l'utiliza per produire d'ATP e de NADPH. Aquel procediment s'acompanha d'una liberacion de dioxigèn qu'es plan importanta per los ecosistèmas terrèstres actuals. Puèi, vèn la « fasa escura » (o cicle de Calvin) qu'utiliza l'ATP e lo NADPH per fixar de dioxid de carbòni atmosferic e sintetizar de glucids. La fotosintèsi constituís aital la basa de la produccion de tota la biomassa terrèstra.

La gluconeogenèsi es lo mecanisme metabolic que permet la sintèsi de la glucòsa a partir de precursors non glucidis coma lo lactat, lo piruvat, lo gliceròl e d'aminoacids glucoformators^[19]. Se debana mai que mai dins lo fetge e, dins una mendre mesura, dins los rens. Jòga un ròtle crucial dins lo manten de la glicemia (lo taus de glucòsa dins la sang) pendent un june o un exercici fisic quand las resèrvas de glicogèn son agotadas. Al nivel quimic, la gluconeogenèsi es lo camin invèrs de la glicolisi, mas utiliza d'enzims especificas per la reversar. Es energeticament costosa que necessita sièis moleculas d'ATP o de GTP per cada molecula de gluòca sintetizada.

La lipogenèsi designa l'ensemble dels mecanismes anabolics condusent a la sintèsi de lipids. Comença amb la sintèsi d'acids grasses dins lo citoplasma de las cellulas per un complèx enzimatic, apelat « sintasa d'acid gras », a partir d'acetil-CoA condensada. Aquò consoma d'ATP e de NADPH. Los acids eissits d'aquela sintèsi son esterificats amb lo gliceròl per formar de triglicerids, una molecula que servís de mejan d'estocatge dels lipids dins las cellulas adiposas, o de fosfolipids, un compausant central de las membranas cellularas. Un autre mecanisme important de sintèsi lipida es la fabricacion del colesteròl, un precursor de las ormònas esteroïdianas, dels acids biliars e de la vitamina D.

La regulacion de la lipogenèsi es ligada a la de la glicoli e del cicle de Krebs. L'excès de glucids es convertit en lipids quand los besonhs energetics immediats son satisfaches.

La sintèsi (o traduccion) de las proteïnas es un procediment central per lo foncionament de l'organisme. Es lo mecanisme que permet de descodar l'informacion genetica veïculada pels ARn messatgièrs per produrre las cadenas polipeptidicas de las proteïnas dins los ribosòmas. Constituís un dels procediments anabolics mai costoses en energia per la cellula que consuma mantuna molecula d'ATP o de GTP per cada aminoacid incorporat. Los aminoacids necessaris a aquela sintèsi son siá fornits per l'alimentacion (aminoacids assencials) siá sintetizats per l'organisme a partir de precursors metabolics. Sa regulacion es fòrça fina e fa intervenir de mecanismes nombroses per contrarotlar la transcripcion de l'ARN o per regular l'activitat dels ribosòmas.

La sintèsi dels acids nucleïcs (ADN e ARN) es indispensable a la reproduccion cellulara e a l'expression dels gèns. La primièra es la via de sintèsi de « novo », que bastís los nucleotids a partir de precursors simples coma los aminoacids, lo dioxid de carbòni e la ribòsa-5-fosfat. La segonda es una via de recuperacion que recicla las basas azotadas liberadas pendent la degradacion dels acids nucleïcs. La replicacion de l'ADN e la transcripcion dels gèns en ARN son de procediments anabolics finament regulats que necessitan l'intervencion de mecanismes enzimatics per contrarotlar la qualitat e la fidelitat de la transmission e de l'expression de l'informacion genetica.

La regulacion dels mecanismes metabolics es primièr assegurada al nivèl dels enzims eles meteisses. En efièch, mai d'un mecanisme permet d'ajustar precisament l'activitat enzimatic en foncion dels besonhs exprimits per las cellulas. La regulacion allosterica designa la modulacion de l'activitat d'un enzim per l'establiment d'una ligason amb una molecula sus un sit determinat, distint del site actiu. Un compausat activator accelèra l'activitat mentre qu'un compausat inibitor, sovent lo produch final de la via metabolica regardada, la demenís pel mejan d'un mecanisme de retroinibicion. Aqueles mecanismes inibitors tènon un ròtle central dins lo foncionament de l'organisme per evitar una subreproduccion de metabolits e mantenir en plaça l'equilibri entre las diferentas vias metabolicas. La modificacion covalenta, generalament la fosforilacion o la defosforilacion, es un autre mecanisme màger de regulacion de l'activitat enzimatica.

Al nivèl de l'organisme entièr, la coordinacion del metabolisme entre los diferents organs e teissuts es assegurada principalament pel sistèma endocrinian. L'insulina, ormòna secretada per las cellulas bèta del pancreàs en responsa a una aumentacion de la glicemia, favoriza la captacion e l'utilizacion de la glucòsa per las cellulas e la sintèsi del glicogèn e dels lipids. Inibís tanben la gluconeogenèsi e la lipolisi. Lo glucagon, secretat per las cellulas alfà del pancreàs en responsa a una baissa de la glicemia, a d'efièchs opausats als de l'insulina. En efièch, estimmula la glicogenèsi e la gluconeogenèsi epaticas per restaurar la glicemia. Las ormònas tiroïdianas regulan lo metabolisme basal en aumentant la consomacion d'oxigèn e la produccion de calor per la quasi-totalitat de las cellulas de l'organisme. Los glucocorticoïds mobilizan las resèrvas energeticas en situacion d'estrès. Enfin, las catecolaminas (adrenalina, noradrenalina...) permeton una mobilizacion rapida d'aquelas resèrvas en situacion d'urgéncia.

D'un biais mai larg, lo metabolisme es regulat per de mecanismes genics que contraròtlan l'expression dels gèns codant los enzims metabolics. Aqueles mecanismes permeton a las cellulas de s'adaptar a las condicions metabolicas en aumentant o en demesissent la quantitat d'enzims produches puslèu qu'en modulant lor activitat. De factors de transcripcion, proteïnas se ligant a l'ADN e regulant la transcripcion dels gèns, jògan un ròtle central dins aquela regulacion. En particular, lo factor SREBP (Sterol Regulatory Element-Binding Protein) regula l'expression dels gèns implicats dins la sintèsi del colesteròl e dels acids grasses. Un autre exemple, lo receptor PPARγ (Sterol Regulatory Element-Binding Protein) regula la diferenciacion dels adipocits e lo metabolisme lipidic.

Lo sistèma nerviós jòga un ròtle important dins la regulacion del metabolisme, mai que mai pel mejan del sistèma nervós autonòm e de l'ipotalam. L'ipotalam es la region del cervèl qu'intègra los senhals indicant l'estat nutricional e energetic de l'organisme. Son activitat permet de regular l'alimentacion, la despensa energetica e lo metabolisme dels nutriments. Per exemple, de neuropeptids, coma la leptina secretada pel teissut adipós e la grelina secretada per l'estomac en situacion de june, transmeton a l'ipotalam d'informacions sus l'estat de las resèrvas energeticas e modulan en retorn la fam, la sacietat e la despensa energetica.

De recèrcas recentas an mes en evidéncia l'existéncia d'una regulacion circadiari del metabolisme. Es a dire que s'obsèrva una variacion ritmica de mai d'un paramètre metabolic segon un periòde de mai o mens 24 oras. Aquela regulacion es assegurada per un relòtge molecular, present en la màger part de las cellulas de l'organisme, qu'es sincronizat amb lo cicle jorn-nuèch pel mejan de l'ipotalam. Aquò permet aital de regular la sensibilitat a l'insulina, lo metabolisme de la glucòsa e dels lipids, la despensa energetica pendent la jornada. La desincronizacion d'aqueles ritmes circadiaris (trabalh de nuèch, descalatge orari, oraris alimentaris irregulars...) es associada a de riscs acrescuts de malautiás metabolicas coma lo diabèta de tipe 2 e l'obesitat.

Lo metabolisme de basa designa la quantitat minimala d'energia necessària al manten de las foncions vitalas de l'organisme al repaus complèt (manten de la temperatura corporala, foncionament del còr, del cervèl, dels rens e dels autres organs) a jun e dins una temperatura ambienta confortabla. Representa en general 60 a 70 % de la despensa energetica totala d'un individú sedentari^[20]. Vària en foncion de mai d'un factor coma lo temps, lo sèxe, la massa musculara o la temperatura corporala. La despensa energetica totala compren, en mai del metabolisme basal, l'energia consumida per la digestion e per l'assimilacion dels aliments e l'energia ligada a l'activitat fisica.

Las malautiás metabolicas forman un ensemble de patologias caracterizadas per un disfoncionament afectant las vias metabolicas dels glucids, dels lipids, de las proteïnas o dels acids nucleïcs. Lo diabèta sucrat es la malautiá metabolica mai espandida dins lo monde. Tòca de centenats de milions de personas, en particular dins los païses desvolopats. N'i dos tipes principaus^[21]. Lo tipe 1, d'origina autoïmmuna, es la consequéncia d'una destruccion de las cellulas del pancreàs que permèton la secrecion de l'insulina. Lo tipe 2, mai frequent, es caracterizat per l'aparicion progressiva d'una resisténcia a l'insulina e una insufisença relativa de las secrecions pancreaticas. Es sovent associat a l'obesitat, a la sedentaritat e de factors genetics.

La nutricion es estreitament ligada al metabolisme que los nutriments eissits de l'alimentacion constituïsson a l'encòp los substrats energetics e los precursors necessaris a las vias metabolica^[22]s. Un apòrt insufisent de nutriments essencials (sals mineralas, vitaminas, acids aminats essencials, acids grassas essencials...) pòt entrainar de deficiéncias enzimaticas e de disfoncionaments metabolics. A l'invèrs, un excès energetic, mai que mai en glucids rafinats o en lipids saturats, favoriza l'acumulacion de teissuts adipós, la resisténcia a l'insulina e lo desvolopament de malautiás metabolicas^[23].

L'exercici fisic constituís un important regulator del metabolisme. En efièch, pendent l'esfòrç, la demanda energetica dels muscles esqueletics aumenta considerablament, çò que necessita una mobilizacion e una oxidacion accelerada dels substrats energetics. Un exercici d'intensitat moderada a nauta estimula la glicolisi, l'oxidacion dels acids grasses e la respiracion mitocondriala. A tèrme cort, melhora la sensibilitat a l'insulina dels muscles e dels teissuts adipós. A tèrme long, un entrainament fisic regular indutz d'adaptacions mai prigondas coma una aumentacion de la densitat mitocondriala dins las cellulas muscularas, un melhorament de la capacitat d'oxidacion dels lipids, una aumentacion de la sintèsi e de l'estocatge del glicogèn muscular e un melhorament duradís de la sensibilitat a l'insulina. Aqueles efièches metabolics explican lo ròtle protector de l'exercici fisic contra lo diabèta de tipe 2, l'obesitat e las malautiás cardiovascularas^[24].

Los microorganismes monocellulars (bacterias, arquèas, levaduras...) presentan una extraordinària diversitat metabolica, fòrça superiora a la dels organismes multicellulars. De fach, se las vias centralas del metabolisme descrichas dins las seccions precedentas (glicolisi, cicle de Krebs, cadena respiratòria...) son largament conservadas, los microorganismes an desvolopat de vias metabolicas originas permetent d'utilizar de fonts d'energia e de carbòni fòrça divèrsas. Per exemple, de bacterias pòdon oxidar de compausats inorgarnics coma lo sofre, l'amoniac o lo fèrre per obtenir d'energia^[25][26]. D'autres microorganismes pòdon créisser en l'abséncia totala d'oxigèn en utilizant d'acceptadors d'electrons coma los nitrats, los sulfats o lo dioxid de carbòni (respiracion anaeròbia)^[27]. Aquela diversitat metabolica microbiana es a la basa de la descomposicion e del reciclatge de la matèria dins los ecosistèmas. Presenta un interès considerable per las biotecnologias.

Lo metabolisme de las plantas presenta de particularitats importantas per raport a al metabolisme animal. En mai de las vias metabolicas centralas comunas a totes los eucariòtas, los vegetals utilizan la fotosintèsi per captar l'energia solara e de mecanismes especifics per fabricar de parets cellularas a basa de cellulòsa e de lignina^[28]. An tanben una granda capacitat de sintèsi de metabolits segondaris e lor metabolisme es caracterizat per d'escambis intenses entre los diferents tipes de plasts (cloroplasts, amiloplasts, cromoplasts...) o entre los diferents organs de la planta (fuèlhas, raices, granas..).

Las relacions entre lo metabolisme e lo vielhiment son un domeni de recèrca plan actiu. La teoria radicalària del vielhiment, prepausada per Denham Harman (1916-2014) dins los ans 1950, postula que lo vielhiment resulta de l'acumulacion de degalhs oxidatius causants per los derivats reactius de l'oxigèn eissits de la respiracion mitocondriala^[29][30]. Un regim ipocaloric, es a dire la reduccion de l'apòrt alimentari sens malnutricion, es una de las accions mai solidament associadas amb una aumentacion de la longevitat^[31]. Aquò permetriá d'activar de vias metabolicas que regulan la responsa cellulara a l'estrès metabolic e que favorizan los mecanismes de reparacion cellulars. Aquelas descobèrtas an dobèrt la via a la cèrca de moleculas capablas d'imitar los efièches metabolics d'un regim ipocaloric.

La comprenença de las vias metabolicas dobrís de perspectivas nombrosas d'aplicacions biotecnologicas. Mai d'una disciplina s'interèssa al subjècte. Aital, l'engenhariá metabolica estúdia las modificacions deliberadas de las vias metabolicas de microorganismes per optimizar per optimizar la produccion de moleculas d'interès industrial o medical (biocarburants, acids organics, acids aminats, vitaminas, antibiotics, proteïnas recombinantas...). La biologia de sintèsi desvolopa aquel apròchi encara mai luènh per concebre e bastir de reaccions metabolicas entièrament novèlas, inexistentas dins la natura, per produire de moleculas dificilament obtenablas amb los metòdes quimics convencionals^[32]. Aquelas cèrcas an ja conduch a de descobèrtas importantas, coma la produccion microbiana d'artemisinina o la mesa al ponch de microorganismes capables de desgradar de polluents.

• (fr) Neil A. Campbell e Jane B. Reece (trad. Richard Mathieu), Biologie, Éditions du Renouveau Pédagogique Inc., Saint-Laurent, 2004, 1400 p.

• Portau de la bioquimia