(dal greco metabolé: trasformazione). Insieme delle trasformazioni chimiche ed energetiche che si verificano nelle cellule e negli organismi viventi, tramite cui l'organismo ricava dalle sostanze alimentari l'energia necessaria alle sue diverse funzioni. • Encicl. - I primi studi sul m. risalgono alla fine del XVIII sec. ad opera di Lavoisier e Laplace, i quali dimostrarono il rapporto esistente tra la produzione di calore e il consumo di ossigeno (combustione di carbonio), nonché la proporzionalità tra la quantità di calore e la quantità di gas eliminato. Successivamente Crawford riuscì a dimostrare il legame tra quantità di calore e quantità di ossigeno consumato. Nel secolo successivo, sulla scia delle scoperte fisiche circa la convertibilità delle diverse forme di energia, Rubner, Pettenkofer e altri condussero studi volti a dimostrare l'applicabilità delle leggi fisiche di conservazione e convertibilità dell'energia anche agli organismi viventi. Le loro ipotesi vennero confermate da Atwater, che riuscì a dimostrare che l'energia prodotta dall'ossidazione completa degli alimenti in un organismo è uguale a quella di una bomba calorimetrica. • Fisiol. - Nel processo metabolico si distinguono abitualmente due fasi: una fase di scissione e di demolizione delle sostanze assunte tramite la dieta, con produzione di molecole più semplici e liberazione di energia, detta catabolismo, e una fase di costruzione di molecole complesse a partire da composti più semplici, comportante dispendio energetico, detta anabolismo. Reazioni anaboliche e cataboliche avvengo contemporaneamente negli organismi e la loro velocità è indipendente. Mentre i processi di natura catabolica convergono tutti nella produzione di calore, quelli anabolici si differenziano a seconda delle diverse sostanze prodotte a partire da pochi elementi semplici. Nel catabolismo si distinguono generalmente tre fasi. Nella prima, corrispondente alla digestione e all'assorbimento delle sostanze nutritive, si ha la trasformazione dei vari composti presenti nei cibi in elementi-base (glucosio, glicerolo, acidi grassi, amminoacidi) con scarsa produzione di energia. In una seconda fase gli elementi-base vengono parzialmente ossidati e ridotti a tre soli acidi organici (citrico, ossalacetico e acetilacetico). Nella terza fase, infine, attraverso complesse reazioni, si verifica l'ossidazione completa, i cui prodotti finali sono acqua e anidride carbonica. L'energia liberata durante i processi catabolici viene utilizzata dal lavoro muscolare, per mantenere costante la temperatura corporea, o per produrre composti utilizzabili come riserva energetica. Infatti molta dell'energia liberata dal catabolismo viene conservata come energia di legame dell'ATP (adenosina trifosfato) e di atomi di idrogeno ricchi di energia trasportati dalla NADPH (nicotinamide adenina dinucleotide fosfato). ATP e NADPH sono a loro volta utilizzati nell'anabolismo per trasformare le piccole molecole precorritrici in macromolecole. L'unità di misura del m. è la caloria, o, più frequentemente il suo multiplo, la kilocaloria. ║ M. basale: m. determinato in condizioni sperimentali standard per calcolare il dispendio minimo di energia necessario a mantenere le funzioni vitali (respirazione, battito cardiaco, secrezioni, ecc.), in assenza di movimenti. Il m. basale si calcola a digiuno, in condizione di riposo, alla temperatura ambiente di 25°C, considerando la quantità di calorie consumate in un'ora per ogni metro quadrato di superficie del corpo. I fattori che possono influenzare il m. di base sono: l'età, il sesso, la razza, il clima, l'alimentazione, la pressione parziale di ossigeno, la temperatura interna, il funzionamento endocrino. ║ M. dei glucidi, dei lipidi, dei protidi: talvolta si usa distinguere i processi metabolici di tali sostanze, componenti fondamentali dei vari alimenti, in quanto esse hanno esiti parzialmente diversi nel corso della metabolizzazione, alcune avendo una funzione plastica, mentre altre una energetica. Non di meno si può dire che la distinzione di sezioni metaboliche separate sia del tutto artificiosa, in quanto le vie metaboliche di tali sostanze sono strettamente intrecciate, e la loro dissimilazione converge in un unico ciclo ossidativo. ║ M. intermedio: parte del m. implicata nella sintesi dei costituenti cellulari e nella loro degradazione. ║ M. terminale: la parte del m. implicata nella demolizione delle sostanze cellulari in molecole semplici, che vengono in seguito eliminate dall'organismo. ║ Malattie del m.: malattie causate dalla disfunzione nei processi biochimici (enzimatici e/o ormonali) che presiedono al m. È tuttavia alquanto difficile distinguere tra malattie endocrine e metaboliche, in quanto entrambe derivano da disfunzioni di sintesi o di distribuzione ormonale. Tra le malattie metaboliche derivanti da anomalie enzimatiche ricordiamo la gotta e la fenichetonuria. Diabete mellito e ipertiroidismo sono invece disturbi metabolici causati da disfunzioni di tipo ormonale.