METABOLISMUL INTERMEDIAR SI ENERGETIC

METABOLISMUL INTERMEDIAR SI ENERGETIC.

METABOLISMUL - este schimbul permanent de substante dintre organism si mediu.

Din punct de vedere didactic metabolismul prezinta 2 componente:

- intermediar - care reprezinta totalitatea transformarilor pe care le sufera alimentele introduse in organism (glucide, proteine, apa, minerale).

- energetic - consta in generarea si utilizarea energiei necesare, desfasurarii activitatii diferitelor organe si sisteme. Reactiile metabolice au loc in celule, unde deosebim:

= reactii anabolice sau de sinteze care re-innoiesc permanent structurile celulare sau sintetizeaza substante active (enzime, hormoni) asigurand cresterea, inmultirea celulelor. Aceste sunt reactii care necesita energie.

= reactiile catabolice care genereaza energie prin procesele de oxido-reducere, de ardere a alimentelor in prezenta oxigenului. Energia in organism se elibereaza treptat in etape succesive, o parte se transforma in caldura, o alta se inmagazineaza sub forma compusilor fosfat -macro-energetici de tip A.T.P..

-I- METABOLISMUL INTERMEDIAR AL GLUCIDELOR - glucidele se absorb din intestin sub forma de mono-zaharide, principalul produs fiind glucoza, care ajunge prin circulatia portala la ficat, care transforma o parte din glucoza in glicogen (de depozit) proces denumit glicogenogeneza. Depozitarea glicogenului se face in ficat si in muschi. Glicogenul mai poate fi sintetizat si din surse ne-glucidice (proteinele) procesul poarta numele de gluconeogeneza. In acest proces ficatul are lor principal. Catabolismul glucidelor se realizeaza in procese de glicogenoliza adica depolimerizarea glicogenului prin desprinderea treptata a moleculelor de glucoza. Glucoza se afla in sange in concentratie de 70 - 100mg% = glicemia. Daca este mai mare 130 - 140 este posibil diabetul. Degradarea glucidelor se face in 2 faze:

anaeroba.

Aeroba.

1. Anaeroba = este glicoliza anaeroba in care glucoza este fosforilata pana la acidul piruvic din care apoi trece in acid lactic. Degradarea anaeroba a glucidelor pana la acidul lactic da posibilitatea organismului de-a efectua o munca in conditii de anoxie relativa cum se intampla in eforturile scurte. Acidul lactic format in muschi in eforturi foarte scurte urmeaza 3 cai:

- daca muschiul nu primeste O2 acidul lactic se acumuleaza si provoaca acidoza care inactiveaza enzimele tulburand contractia musculara.

- in prezenta O2 - 75% din acidul lactic format este oxidat in celula musculara refacandu-se acidul piruvic.

- 10% din acidul lactic trece in sange si ia parte la sinteza glicogenului.

In faza anaeroba glicoliza are loc in citoplasma si se formeaza o molecula de A.T.P. (energie) adica 56 de Kcal mol de glucoza.

2. Aeroba = porneste de la 2 molecule de acid piruvic ce se transforma in acetil coenzima A si se continua degradarea in ciclul Krebs in cadrul decarboxilarii si dehidrogenarii, se elibereaza CO2 care va fi eliminat prin respiratie. Atomii de H sunt activati in lantul respirator si vor reactiona cu O2 formandu-se H2O. la faza aeroba degradarea este complecta in CO2, H2O si energie. Depozitata in 38mol A.T.P. care reprezinta 688 de Kcal mol de glucoza.

METABOLISMUL INTERMEDIAR AL PROTEINELOR - Proteinele se transforma in aminoacizi, se absorb la nivel digestiv si ajung prin vena porta la ficat apoi in circulatia sistemica de unde sunt extrasi si folositi de toate tesuturile in scop plastic. In ficat si alte tesuturi, aminoacizii pot urma 2 cai metabolice: - sinteze de proteine,

- degradarea catabolica.

Aceste 2 procese au loc permanent iar viteza de re-innoire a atacului proteic circulant la adult necesita 2 saptamani.

1. Procesul de sinteza - consta in formarea aminoacizilor. O parte din aminoacizi pot fi sintetizati in organism. Acestia sunt aminoacizi ne-esentiali, dar un numar de 10 aminoacizi NU POT FI sintetizati, singura sursa fiind cea alimentara.

Acestia sunt aminoacizii esentiali:

- Triptofanul, Histidina, Treonina, Lizina, Metionina, Arginina, Valina, Fenilanina, Leucina, Izolencina.

Formarea aminoacizilor in viitoarele proteine este prescrisa sub forma codului genetic de catre moleculele A.R.N. sediul sintezei fiind in reticulul citoplasmatic si in ribozomi.

2. Degradarea proteinelor - se realizeaza intr-o prima faza prin hidroliza cu formarea de aminoacizi ce urmeaza cai diferite de decarboxilare sau transaminare, procese in care se formeaza aminoacizi, care fiind toxic este transformat de ficat in uree. Etapa finala de degradare a aminoacizilor este tot CO2, H2O si energie si se face in ciclul Krebs.

METABOLISMUL INTERMEDIAR AL LEPIDELOR - Sinteza lipidelor se face de la acetil Co.A in prezenta A.T.P.-ului, care reprezinta legatura esentiala intre metabolismul lipidelor si glucidelor. Lipogeneza este conditionata de aportul glucidic. Intr-un regim alimentar hiper-glucidic, tesutul adipos este bine reprezentand acizii grasi formati si unesc cu glicerolul rezultand grasimile neutre care in tesutul adipos au rol de termo-reglare. Catabolismul lipidic se face prin beta-oxidare din care rezulta o mare cantitate de energie 148mol A.T.P. Oxidarea in continuare in calea ciclului Krebs nu este folosita pentru sinteza glicogenului.

METABOLISMUL APEI - Dupa O2 apa reprezinta a doua substanta indispensabila mentinerii vietii. Necesarul de apa - 2,5l zi depinzand de temperatura si efortul depus putand ajunge la 4litri in 24ore.

apa extracelulara (plasma, lichidul interstitiar).

apa intracelulara

Cele 2 medii este separata de membrana celulara. Originea apei este exogena (adusa prin alimentatii), endogena (rezulta din reactiile de oxidare). La realizarea homeostazei apa detine o mare pondere, ea fiind intr-un echilibru permanent prin miscarea apei, formarea apei in organism, eliminarea prin rinichi si plamani.

Echilibrul hidric se realizeaza prin ingerarea a 1500 ml apa, 100ml cu alimente, 300ml apa prin arderea H din substantele organice. Se elimina 1500ml prin urina, 600 - 800ml prin tegument, 400 pe cale respiratorie, 100ml prin fecale. Echilibrul hidric este dependent de concentratia ionilor de Na si Cl. Cand presiunea osmatica a sangelui creste, apa este retinuta in organism si eliminata. Cand osmopolaritatea scade, modificarea presiunii osmatice a sangelui determina aparitia senzatiei de sete si deci ingerare de apa. Efortul fizic tinde sa tulbure permanent echilibrul hidric si in special prin transpiratie cand se pierd cantitati importante de saruri minerale dar se elimina si serie de produsi toxici formati in timpul efortului fizic. Cu pierderea apei scade greutatea corporala in functie de intensitatea efortului si temperaturii.

METABOLISMUL MINERAL - nevoia de substante minerale este in medie de 25gr din care sarea reprezinta 10gr. Na.- se gaseste in cantitatea cea mai mare in sange, in lichid interstitiar, iar restul de 5 - 10% in celule si25% in os. Importanta Na in corp rezida realizarea presiunii osmatice a sangelui in procesele de excitabilitate celulara, in conductibilitatea nervoasa, in permeabilitatea membranei, in realizarea sistemului tampon cu rol in mentinerea pH mediului intern. Potasiu - se afla in cantitate mare in interiorul celulei iar Na in spatiul intercelular si contribuie la mentinerea potentialului de repaos celular deci a excitabilitatii neuro-musculare. Ca. - produs in oase, se afla in muschi, sange - este adus cu alimentele, iar absorbtia lui intestinala se face in prezenta vitaminei D. Fosforul - predomina in compozitia chimica a oaselor, se absoarbe din alimente. Are rol in formarea scheletului, in structura membranelor, in A.D.P. si O.P cu rol puternic energetic.

Reglarea metabolismului mineral se realizeaza pe cale nervoasa prin centrii hipotalamici, tiroidieni, suprarenali si para-tiroidieni.

-II- METABOLISMUL ENERGETIC reprezinta totalitatea schimburilor energetice dintre materia vie si mediul extern. El are la baza transformari enzimatice, chimice, ale alimentatiei din cadrul metabolismului intermediar, glucidic, protidic, lipidic in care se elibereaza treptat energie cuprinse in principiile alimentare. Energia este stocata in molecula de A.T.P. in proportie de 45% si 55% se transforma in caldura.

Cheltuielile energetice ale organismului - fixe - care reprezinta metabolismul bazal (M.B.)

- variabile - care depind de o serie de factori.

Metabolismul bazal (fixe)- este consumul energetic minim necesar intretinerii functiilor vitale. In repaos consumul energetic al organismului este mai mic si este rezultatul reactiilor chimice care au loc in organism. Vitale - inima, rinichi etc. determinarea metabolismului se face printr-o metoda indirecta a schimburilor gazoase folosind aparate cu circuit inchis in care se inspira si expira. Aparatul are un clopot de sticla care contine O2 si pe masura ce subiectul inspira nivelul O2 este inregistrat grafi sub forma unei curbe a carei inaltime exprimata in mm. corespunzatori cu cantitatea de calorii consumata de organism. Valoarea obtinuta se raporteaza la suprafata corporala sau se inmulteste cu 24ore. Valorile medii ale metabolismului bazal sunt legate de varsta, sex, greutate, inaltime, efort, clima, somn, febra etc.

Variabile - depind de o serie de factori. Cele mai mari cresteri ale consumului de O2 se produc in eforturile intense cand energia calorica degajata poate depasi pentru scurt timp de 30 - 50ori valorile bazale ale cheltuielilor energetice.

Cheltuielile energiei variabile - depind de:

activitatea musculara - muschii reprezinta 30% din greutatea corporala si sunt mari consumatori de energie atat in repaos cat si in efort.

Cheltuielile energetice variaza proportional cu activitatea musculara depusa. Astfel este de 2000 - 3000Kcal pentru muncitorii din uzina dar cel mai mare consum energetic il au sportivii in antrenament intre 5000 si 6000 Kcal. Consumul energetic incepe inca inainte de incepere efortului si in continuare proportional cu efortul depus. Oricat s-ar mari ventilatia pulmonara nu se poate asigura o absorbtie de O2 mei mare de 6 - 7l min. Daca efortul este atat de mare incat organismul necesita 30 - 40l/min. nu se poate asigura aceasta valoare si organismul este nevoit sa lucreze in datorie de O2 se achita in perioada de restabilire a organismului dupa efort.

Temperatura mediului inconjurator - cand temperatura scade pierderile de caldura cresc dar intervin mecanismele reflexe prin vaso-constrictie deci scade depozitul de caldura, iar instalarea frisonului intensifica arderile celulare cu 50%. Expunerea la cald intensifica circulatia respiratorie, secretia sudorala si termoliza. Intre cele 2 extreme de temperatura exista o valoare a temperaturii mediului ambiant de circa 21grade pentru omul imbracat si 28 grade pentru cel dezbracat. Temperatura de confort termic.

Actiunea alimentelor - ingerarea de alimente activeaza schimburile energetice cu 10 - 15 fata de metabolismul bazal. Acest efect a fost denumit actiunea dinamica specifica (A.D.S.). A.D.S. este mai mare de +30% fata de glucide care au +6% iar lipidele +4%.

Alti factori - care cresc metabolismul cu 3 - 4% - emotiile, pot produce prin suprasolicitare modificari cronice ale metabolismului prin afectarea S.N.C. si endocrin. Pentru ca emotiile cresc secretia de adrenalina care are un efect stimulator energetic. In functie de cheltuielile energetice pe ramura de sport se calculeaza necesarul caloric zilnic. Exista tabele care contin tipul de efort cu valorile medii ale ratiei alimentare. Cunoscand costul energetic al activitatii efectuate avem posibilitatea planificarii repaosului in asa fel incat sa se obtina un echilibru energetic adecvat si sa se mentina greutatea corporala constanta.