1. Metaboliti essenziali:
* Aminoacidi: Questi sono i mattoni delle proteine e sono essenziali per la crescita e la funzione cellulare. Esempi includono glutammina, asparagina e arginina.
* Glucosio: La fonte di energia primaria per la maggior parte delle cellule. Viene metabolizzato attraverso la glicolisi e il ciclo dell'acido citrico per produrre ATP.
* Lattato: Un sottoprodotto del metabolismo del glucosio, in particolare in condizioni anaerobiche.
* Nucleotidi: Building Blocks di DNA e RNA. Esempi includono adenina, guanina, citosina e timina.
* Vitamine: I composti organici essenziali che non possono essere sintetizzati dal corpo e devono essere ottenuti dalla dieta.
* Minerali: Elementi inorganici necessari per vari processi cellulari. Esempi includono calcio, potassio e magnesio.
2. Metaboliti secondari:
* Fattori di crescita: Proteine o peptidi che stimolano la proliferazione e la differenziazione cellulare. Esempi includono il fattore di crescita epidermico (EGF), il fattore di crescita derivato dalle piastrine (PDGF) e il fattore di crescita dei fibroblasti (FGF).
* Citokine: Piccole proteine che fungono da molecole di segnalazione tra cellule. Regolano le risposte immunitarie, l'infiammazione e la crescita cellulare.
* Anticorpi: Proteine prodotte dai linfociti B che si legano specificamente agli antigeni, fornendo immunità contro i patogeni.
* Ormoni: Messaggeri chimici che regolano vari processi fisiologici.
* enzimi: Catalizzatori biologici che accelerano le reazioni chimiche all'interno delle cellule.
3. Prodotti di scarto:
* ammoniaca: Un sottoprodotto del metabolismo degli aminoacidi, tossico per le cellule ad alte concentrazioni.
* anidride carbonica: Un prodotto di scarto della respirazione cellulare.
* urea: Un prodotto di scarto azotato escreto dai reni.
* Acido lattico: Un sottoprodotto di glicolisi anaerobica.
* Perossido di idrogeno: Una specie reattiva dell'ossigeno (ROS) che può danneggiare le cellule.
Fattori che influenzano la produzione di metaboliti:
* Tipo di cella: Diversi tipi di cellule producono metaboliti diversi.
* Condizioni di cultura: Fattori come la composizione media, la temperatura, il pH e i livelli di ossigeno possono influenzare la produzione di metaboliti.
* Densità cellulare: All'aumentare della densità cellulare, la produzione di metaboliti può cambiare a causa della concorrenza per le risorse.
Analisi dei metaboliti:
L'analisi dei metaboliti nella coltura cellulare può fornire preziose informazioni sulla salute delle cellule, la crescita e il metabolismo. Tecniche come spettrometria di massa (MS) e risonanza magnetica nucleare (NMR) sono comunemente usati per identificare e quantificare i metaboliti.
Applicazioni dell'analisi dei metaboliti:
* Monitoraggio della salute e della crescita delle cellule: I cambiamenti nei livelli di metabolita possono indicare problemi nella coltura cellulare.
* Ottimizzazione delle condizioni di coltura: Analizzando i metaboliti, è possibile ottimizzare le condizioni di coltura per specifici tipi di cellule.
* Scoperta e sviluppo del farmaco: L'analisi dei metaboliti può essere utilizzata per identificare potenziali obiettivi di farmaci e valutare gli effetti dei farmaci sul metabolismo cellulare.
* Bioprocessing e Biomanufacturing: Comprendere la produzione di metaboliti è fondamentale per ottimizzare la progettazione e l'efficienza del processo del bioreattore.
Nel complesso, i metaboliti prodotti dalle colture cellulari animali forniscono una finestra preziosa sui complessi processi biochimici che si svolgono all'interno delle cellule. L'analisi di questi metaboliti ha numerose applicazioni in ricerca, scoperta di farmaci e bioprocessing.
