Metabolismul - metabolismul intermediar protidic, metabolismul intermediar glucidic, metaboilsmul intermediar lipidic

METABOLISMUL

Metabolismul defineste transformarile biochimice si energetice care au loc in organismele vii.

Metabolismul este constituit din doua procese antagoniste, stans colerate: anabolismul si catabolismul.

Substantele energetice catabilizate in celule sunt de provenienta exogena (alimentara) sau endogena (tisulara). Oxidarea diferitelor substraturi energetice (glucide, lipide si proteine) in celule se face prin procese complexe care se desfasoara lent si elibereaza energia succesiv, in cantitati mici utilizate pe masura ce se produc.

Catabolismul substantelor energetice se desfasoara in trei etape:

1. Etapa digestiva in care,sub influenta enzimelor hidrolitice din sucurile digestive, constituentii alimentari complecsi sunt degradati pana la compusi simpli, nespecifici absorbabili (monozaharide, acizi grasi, glicerol, aminoacizi).
2. Etapa metabolizarii incomplete, in care compusii simpli absorbiti din intestin, impreuna cu compusii similari ai organismului, sunt catabolizati pe cai specifice, rezultand compusi intermediari.
3. Etapa metabolizarii complete, in care compusii de provenienta exogena sau endogena ai metabolismului glucidic, lipidic si protidic sunt oxidati, in cazul unor reactii ciclice, constituind ciclul Krebs.

Totalitatea transformarilor suferite in organsim de diferiti constituenti de provenienta exogena sau endogena pana la produsii finali nemetabolizati poarta denumirea de metabolism intermediar.

Metabolismul intermediar este de patru feluri:

metabolismul intermediar protidic;

metabolismul intermediar glucidic;

metabolismul intermediar lipidic;

metabolismul energetic.

1  METABOLISMUL INTERMEDIAR PROTIDIC

Proteinele sunt substante organice formate din carbon, oxigen, hidrogen si azot. Unitatile elementare de constructie a proteinelor sunt aminoacizii, care deriva din acizii grasi cu lant scurt.

Sursele de proteine pot fi de origine animala (carne, peste, oua, lactate) sau vegetala (paine, fructe si legume).

Rolul fiziologic al proteinelor:

Rol energetic - proteinele pot fi utilizate ca sursa energetica. Organismul apeleaza le anergia aminoacizilor numai in conditii particulare, cand nu are sau nu poate utiliza glucoza.

Rol plastic - proteinele sunt substante plastice prin excelenta, toate structurile vii contin din abundenta proteine. Viata insati nu poate avea loc in lipsa acestora.

Rol functional - proteinele si aminoacizii care provin din ele, indeplinesc mai multe roluri functionale: rol de fermenti, rol de pigmenti respiratori ai sangelui, rol de anticorpi, rol in geneza presiunii coloid-osmotice, rol in contractia musculara.

Caile metabolice ale proteinelor:

Aminoacizii pot urma doua cai metabolice:

calea sintezei de proteine si de alte substante;

calea degradarii catabolice.

Reglarea metabolismului protidic - este realizata, in primul  rand, de corelatiile dintre anumiti factori intracelulari, asupra carora actioneaza diferiti hormoni, dintre care unii stimuleaza sinteza de proteine din aminoacizi (hormonii anabolizati) si altii intensifica degradarea proteinelor din aminoacizi (hormonii catabolizati).

Referat: Vitaminele - surse alimentare de vitamine Referat: 41 de sfaturi pentru viata lunga recomandate de doctor

Hormonii anabolizati mai importanti sunt: somatotropul, insulina, hormonii sexuali.

Hormonii catabolizati mai importanti sunt: corticotropina hipofizara, glucocorticoizii suprarenalieni, hormonii tiroidieni, cand sunt secretati in cantitati crescute.

2  METABOLISMUL INTERMEDIAR GLUCIDIC

Glucidele sunt substante energetice, reprezentand combustibilul preferential al tuturor celulelor, pentru ca se oxideaza total, iar produsii lor finali (CO₂ si H₂O) sunt netoxici si pot fi usor eliminati din organism.

Caile metabolice ale glucidelor

Metabolismul intermediar al glucozei consta dintr-o serie de procese intim colerate: oxidarea tisulara, depunerea excesului de glucoza ca rezerve (glicogenogeneza si lipogeneza), iar in cazul unui aport insuficient, sinteza de glucoza din materiale neglucidice (gluconeogeneza) si eliberarea glucozei prin hidroliza glicogenului (glicogenoliza).

v    Oxidarea celulara - reprezinta principala cale de metabolizare a glucozei si se desfasoara in doua etape succesive: prima are loc in glicoliza, iar cea de-a doua etapa, se desfasoara in prezenta oxigenului, consta in oxidarea acetilcoenzimei A.

v    Glicogenogeneza, sinteza de glicogen din glucoza, serveste la realizarea rezervelor glicogenice celulare. Ficatul sintetizeaza si depune glicogen in timpul absorbtiei intestinale, iar celelalte tesuturi in cursul hiperglicemiei postprandiale.

v    Glicogenoliza consta in degradarea glicogenului celular, prin desprinderea gradata a moleculelor de glucoza, sub actiunea unor enzime specifice.

v    Gluconeogeneza, sinteza de glucoza din produsii neglucidici ai metabolismului intermediar, este caracteristica ficatul. Sinteza de glucoza se face din cetoacizii rezultati prin dezaminarea aminoacizilor, acid lactic sau piruvic, glicerol. In conditii de inanitie, gluconeogeneza reprezinta unica sursa de glucoza a organismului.

v    Lipogeneza - din glucoza se produce in conditiile unui aport glucidic exagerat si reprezinta cauza cea mai frecventa a obezitatii. Aceasta cale de metabolizare a glucidelor este posibila, deoarece reactiile de degradare a glucozei sunt conectate cu cele ale sintezei de glicerol si acizi grasi.

Rolul fiziologic al glucidelor

Ca orice principiu alimentar, glucidele indeplinesc trei categorii de roluri:

v    Rol energetic - prin oxidarea pana la dioxid de carbon si apa unui gram de glucoza se elibereaza 4,1 Kcal.

v    Rol plastic - glucidele participa la constructia unor structuri celulare si intracelulare

v    Rol functional - o serie de glucide intra in molecula unor compusi biochimici, cu mare valoare biologica. Riboza si dezoxiriboza fac parte din structura acizilor nucleici. Moleculele macroergice de ATP contin riboza, iar heparina contine glucoza.

Glicemia si mecanismele de reglare a metabolismului glucidic

Concentratia sanguina a glucozei variaza intre 90 - 120 mg/100 ml sange si este una dintre principalele constante umorale. Glucoza din sange si lichidele interstitiale realizeaza legatura dintre rezervorul glucidic al organismului (ficatul) si tesuturile consumatoare de glucoza, nivelul glicemiei reflecta echilibrul dinamic dintre cantitatea de glucoza eliberata de ficat in circulatia sistemica si cantitatea utilizata de tesuturi pentru diferitele lor activitati.

Utilizarea celulara a glucozei este reglata prin mecanisme: locale si generale.

Mecanismele locale sunt reactii de autoreglare prin feedback biochimic.

Mecanismele generale de reglare sunt mult mai complexe, ele se realizeaza cu participarea sistemului nervos si a glandelor endocrine.

3 METABOILSMUL INTERMEDIAR LIPIDIC

Lipidele sunt o clasa heterogena de substante, insolubile in apa, solubile in solventi organici(alcool,eter,benzen).

Principalele lipide din organism sunt:

tigliceridele(grasimile neutre)

colesterolul

fosfolipidele

Sursele de lipide pot fi atat de origine animala (slanina, seu, untura) cat si vegetala (uleiuri).

Rolul fiziologic al lipidelor:

Rol energetic -datorita abundentei atomilor de hidrogen din molecula lor,lipidele degaja prin ardere o mare cantitate de caldura.Un gram de grasime catabolizata pana la dioxid de carbon si apa, elibereaza 9,3Kcal.

O alta caracteristica a rolului energetic al lipidelor este posibilitatea stocarii energiei sub forma de rezerve lipidice.

Rol plastic-lipidele intra in constitutia tuturor membranelor celulare si intracelulare.Cel mai important rol plastic il au fosfolipidele.

Rol functional-colesterorul reprezinta percursorul acizilor biliari si ai hormonilor corticosuprarenali si sexuali.Unii acizi grasi nesaturati nu pot fi sintetizati in oraganism, ei se numesc acizi grasi esentiali si reprezinta vitamina F.

Lipidele se depun sub piele si in jurul organelor interne, indeplinind rol protector mecanic.Stratul subcutanat lipidic mai are rol de izolator termic in termoreglare iar abundenta colesterolului in stratul cornos al epidermei o face inpermeabila la apa.

Caile metabolice ale lipidelor

Lipidele se absorb sub forma de acizi grasi, monogliceride, golesterol si fosfolipide, toate alcatuind,impreuna cu sarurile biliare, agregate plurimoleculare numite micelii.

Principalele tranformari suferite de lipide in organism sunt:

depunere ca rezerve-adipogeneza(lipogeneza);

catabolizare-lipoliza;

cetogeneza;

tranformare in glucide-gluconeogeneza.

Lipogeneza - sinteza lipidelor de rezerva are loc in ficat si tesutul adipos.Principala forma de depozit o reprezinta trigliceridele.Acizii grasi provin din alimente sau sunt produsi din glucide ori unii aminoacizi.

Lipogenaza este conditionta de aportul glucidic, cand se consuma hidrocarbonate in cantitati mari,excesul de glucoza este tranformat in lipide de rezerva si are loc ingrasarea.In lipsa glucozei, lipogeneza inceteaza iar organismul consuma din rezervele lipidice proprii.

Lipoliza-mobilizarea rezervelor lipice se datoreste unor lipaze tisulare activate de adrenalina, glucagon,tiroxina si sistemul simpatic.

Catabolimul glicerolului are loc pe calea glicolizei iar catabolismul acizilor grasi pe calea beta-oxidarii.

Cetogeneza-o particularitate a catabolismului lipidic este geneza corpilor cetonici(acidul acetil-acetic,acetona), subsatnte acide cu efect toxic in concentratie mare.

Gluconeogeneza-celula hepatica si adipoasa pot sintetiza glugoza din glicerolul lipidelor, folosind energia rezultata din catabolimul acizilor grasi.

Reglarea metabolismului intermediar lipidic

Aceasta reglare este dependenta de sistemul nervos central (hipotalamus) si mai ales de anumite glande endocrine: pancreasul endocrin, hipofiza anterioara, tiroida si glandele sexuale.

4 METABOLISMUL ENERGETIC

Metabolismul energetic studiaza geneza si utilizarea energiei chimice a substantelor alimentare.

Energia este eliberata la nivelul celulelor (in special in mitocondrii) prin reactii de oxidare a lipidelor si glucidelor, uneori si a proteinelor. Aceasta energie este inmagazinata, mai intai sub forma unor noi legaturi chimice, bogate in energie.

Determinare metabolismului energetic

Schimburile energetice organism-mediu pot fi evaluate prin calorimetrie si exprimate in calorii.

Metodele calorimetrice pot fi: directe si indirecte.

Calorimetria directa - consta din masurarea caldurii degajate de un organism viu intr-un interval de timp. Productia calorica a organismului este evaluata cu ajutorul unor sisteme termoelectrice.

Calorimetria indirecta - se bazeaza pe faptul ca toata productia calorica a organismului provine din reactii de oxidare. In organism alimentele sunt ,,arse" in prezenta oxigenului care se consuma. Arderile sunt mult mai lente, au loc in etape succesive, iar energia se elibereaza treptat.

Metabolismul energetic de baza

Fiecare organism prezinta doua feluri de cheltuieli energetice: cheltuieli fixe, minime, necesare mentinerii functiilor vitale (respiratie, circulatie, activitatea sistemului nervos) si cheltuieli variabile, in functie de activitatea musculara, digestiva sau termoreglatoare.

Metabolismul bazal se determina in anumite conditii speciale:

repaus fizic si psihic;

repaus digestiv de 12 ore si post-roteic de 24 de ore;

repaus termoreglator;

stare de veghe.

Metabolismul bazal variaza in fuctie de numerosi factori fiziologici:

varsta;

sex;

felul de viata;

zona climatica.