Istruzioni Per l’Uso: i metaboliti

Per metaboliti si intendono tutte quelle sostanze che fanno parte dei processi metabolici, sia come reagenti, sia come prodotti, dato che ogni metabolita prodotto diventa reagente di un altro processo metabolico.

Esistono due tipi principali di processi metabolici: i processi catabolici e anabolici.

Per processi anabolici s’intende l’intero insieme di processi biologici che comportano la sintesi di molecole a partire da precursori più semplici, mentre per processi catabolici  si intendono tutti quei processi biologici che comportano l’ossidazione di molecole organiche e l’utilizzo di energia liberata grazie alla sintesi di molecole di ATP (adenosintrifosfato).

Classificazione dei metaboliti

Quando si parla di metaboliti bisogna tener presente che ne esistono di due tipologie: primari e secondari.

Per metaboliti primari si prendono come riferimento tutte quelle sostanze prodotte durante la fase di aumento della biomassa della cellula (definita fase di log o trofofase), coinvolti in processi metabolici primari come la respirazione o la fotosintesi. Si tratta di sostanze necessarie per lo sviluppo del microrganismo, come amminoacidi , proteine e lipidi.

Per metaboliti secondari invece, si fa riferimento a tutte quelle sostanze non necessarie per la sopravvivenza della cellula (come invece lo sono i metaboliti primari), e che anzi molto spesso derivano da processi metabolici che hanno come punto di partenza proprio i metaboliti primari.

Si può dire, quindi, che in un certo senso i metaboliti secondari sono i prodotti di quelli primari. Questa tipologia di metaboliti non ha una produzione continua: molto spesso i metaboliti secondari vengono prodotti durante la fase stazionaria della crescita cellulare.

Funzionamento e ruoli

Perché i microrganismi sintetizzino questi metaboliti non è ancora stato chiarito del tutto, quello che si sa è che i fattori che ne influenzano la produzione sono sempre collegati alla disponibilità nutritiva.

Nel momento in cui il microrganismo avverte un qualche tipo di carenza di una sostanza essenziale per la propria crescita reagisce fornendo metaboliti secondari.

Un esempio di metabolita primario può essere l’acido lattico.

L’acido lattico è un idrossiacido che svolge un ruolo fondamentale per determinati processi biochimici, ed è prodotto durante la fermentazione omolattica.

La fermentazione omolattica, e quindi l’entrata in gioco dell’acido lattico, si può notare in due aspetti presenti nella vita di tutti i giorni: quando il muscolo del corpo viene messo sotto sforzo, e a livello alimentare, come nel caso dello yogurt.

Proprio per la produzione dello yogurt sono state create delle metodologie personalizzate per il Lactobacillus delbrueckii, un batterio (un lactobacilla) in grado di produrre acido lattico in gran quantità.

Per quanto riguarda i metaboliti secondari ci sono molte applicazioni in ambito medico e farmaceutico, come antibiotici, antitumorali, antifungini, immunosoppressori, farmaci anti-colesterolo e anti-diabete. Anche in ambito veterinario trovano applicazioni (avermectina, antielminitivo), in ambito agricolo (polioxina, bialaphos e antiparassitari) e in ambito di allevamenti come antibiotici ad uso animale.

Oltre ai metaboliti come farmaci esistono anche dei farmaci antimetaboliti, sostanze con struttura e funzionalità simile ai metaboliti ma che interferiscono strutturalmente e funzionalmente con la formazione e l’utilizzo di questi ultimi.

Un esempio di questo sono i sulfamidici: sulfadossina, sulfadiazina e sulfametossazolo.

I sulfamidici sono molecole semplici costituite dal PABA (un precursore dell’acido folico) con un gruppo carbonilico sostituito. Inibendo la sintesi di acido folico bloccano la sintesi di proteine, DNA e RNA.

FONTI
Giuseppe Iasiello

Giuseppe Iasiello

Appassionato di chimica fin da piccolo e con la voglia innata di far esplodere le cose. Studia Farmacia per poter entrare nel mondo della ricerca farmacologica. Pratica arti marziali a livello agonistico, è un accanito lettore. L'insegnamento più importante appreso fin'ora è: "la birra piccola è immorale".