notiuni elementare de digestie si metabolism

Pentru efectuarea functiilor vitale, organismul are nevoie de energie si elemente nutritive. Accstea ii sunt furnizate de alimente. Dar principiile nutritive (factorii nutritivi) se gasesc sub forma unor combinatii complexe, care nu pot fi utilizate ca atare. Este deci nevoie de transformari pana la elemente simple, pe care organismul le foloseste ca sursa energetica si plastica. Proteinele sunt principalele substante plastice iar glucidele si grasimile, substante energetice. Digestia, reprezinta prima etapa a transformarilor. Faramitate mecanic prin masticatie si imbibate cu saliva (bolul bucal) sunt propulsate prin esofag in stomac si intestinul subtire, unde se continua digestia inceputa in cavitatea bucala. La nivelul intestinului are loc absorbtia principiilor nutritive, restrurile nedigerate trec in intestinul gros (colon) unde se definitiveaza digestia si absorbtia. In final, prin rect (anus) se elimina intermitent alimentele nedigerate (defecatia). Digestia incepe chiar in cavitatea bucala. Ea intereseaza aici numai glucidele. Fermentul denumit ptialina sau amilaza salivara, degradeaza amidonul in componenti mai simpli (dextrina si maltoza). In stomac bolul alimentar este framantat si imbibat cu sue gastric prin miscarile peristaltice ale acestuia. Sucul gastric contine doi fermenti importanti: pepsina si labfermentul. Pepsina transforma proteinele in compusi mai simpli, denumite albumoze si peptone. Pepsina devine activa numai sub influenta acidului clorhidric, secretat la nivelul mucoasei gastrice, care transforms pepsinogenul inactiv in pepsina activa. Labfermentul (presura) actioneaza asupra cazeinei (proteina din lapte) pe care o coaguleaza, operatie indispensabila pentru digestia cazeinei de catre pepsina. Tot la nivelul stomacului continua digestia amidonului sub actiunea ptialinei salivare. Prin pilor, alimentele astfel degradate tree in duoden, unde se desavarseste digestia sub influenta celor trei sucuri digestive prezente aici: intestinal, pancreatic si biliar. Glucidele sunt degradate sub actiunea amilazei pancreatice, in compusi mai simpli nurniti dizaharide (maltoza, lactoza). Acestia sunt descompusi de catre unele enzime din sucul intestinal (maltaza, lactaza, etc) in monozaharide (glucoza si fructoza) forma sub care pot fi absorbiti prin mucoasa intestinala.
Proteinele sunt degradate in intestin sub actiunea tripsinei, pana la stadiul de polipeptide si chiar aminoacizi. Tripsina este transformata din forma inactiva denumita tripsinogen, in forma activa da catre o enzima intestinala, enterokinaza. La nivelul intestnului se produce si descompunere lipidelor. In prealabil lipidele sunt emulsionate de catre sarurile biliare secretate de ficat si depozitate in bila. Emulsionarea consta in transformarea lipidelor in particule foarte fine cu suprafata mare, care permit enzimelor denumite lipaze, sa le descompuna in glicerina (glicerol) si acizi grasi. Astfel: laptele, carnea, branza, ouale, painea, legumele, fructele si grasirnile sunt transformate in compusi simpli, monozaharide (glucoza si fructoza) pentru glucide, aminoacizi pentru proteine si acizi grasi si glicerol pentru grasimi. Dupa absorbtia la nivelul peretelui intestinal factorii nutritivi mentionati sunt transportati pe calea cireulatiei sanghine si limfatice, in laboratorul central - ficatul. De aici dupa nevoie, sunt dirijati in difente sectoare ale organismului, fie pentru producerea de energie, fie pentru repararea tesuturilor, fie depozitate ca substante de rezerva. Pentru a fi incorporate in tesuturi si celule si pentru eliminarea resturilor neutilizabile rezultate din ardere, are loc procesul cunoscut sub numele de metabolism. Acesta cuprinde doua componente: unul de sinteza (refacerea tesuturilor din substante simple) numit anabolism si altul de descompunere, de degradare energetica numit catabolism. Glucoza reprezinta principalul fumizor de energie pentru organism. In sange se gaseste intr-o concentratie constanta (70-120 mg%). Aceasta se numeste glicemie. Variatiile mari sunt periculoase de aceea actioneaza un sistem de reglare foarte eficace pe doua cai: Autoreglare fizico-chimica. Glicogenul din ficat nu este o masa anorfa. Pentru a fi consumata la periferie, glucoza trebuie sa fie in prealabil fixata sub fonria de glicogen. Deci glucoza utilizata de organism, reprezinta fractiunea desprinsa din molecuia de glicogen, iata cum glicogenul este in permanenta sintetizat si utilizat, ritmul fiind dictat de intensitatea arderilor din organism. Acest fenomen este valabil numai pentru glicogenul hepatic nu si pentru cel depozitat in muschi. Sintetic glicogenul ia nastere din patru surse: glucoza alimentara, produsii metabolismului glucidic, pioteine si lipide. In ce priveste autoreglarea, daca apare un supliment digestv de glucoza, se va produce o sinteza crescuta de glicogen care va absorbi acest supliment. Invers, o utilizare crescuta a glucozei, va fi compensata prin accelerarea depolemirizarii glicogenului. Astfel se mentine glicemia in limitele fiziologice. Reglarea honnonala a glicemiei. Aici intervin numerosi hormoni. Dintre acestia numai insulina are efect hipoglicemiant, ceilalti fiind hiperglicemianti (hormonul somatotrop hipofizar, A.C.T.H, hormonii glucocorticosteroizi, tiroidieni si catecolamineie presoare (adrenalina si noradrenalina). Schematic insulina este secretata de celulele beta din insulile Langerhans din pancreas. Stimulul secret este hipeglicemia. Este transportata de sange, fixata de unele glonbuline si este inactivata la nivelul ficatului. Actioneaza accelerand transportul glucozei prin membrancle celulare si activeaza unele procese metabolice (sinteza de glicogen, de proteine, de lipide etc). In concluzie cand glucoza sanghina tinde sa creasca, surplusul este transformat in glicogen. Procesul se numeste glicogenogeneza. In lipsa insulinei, glucoza nu se mai transforma in glicogen, creste nivelul in sange (hiperglicemie) iar excesul este eliminat prin urina (glicozurie) aparand astfel boala denumita diabet zaharat. Cand glicemia tinde sa scada, glicogenul este descompus si echilibrul glicemiei restabilit. Arderea glucozei la nivelul celulelor, cu elibeiare de energie, se face atat in prezenta oxigenului (aerobioza) cat si in absenata acestuia (anaerobioza). In caz de aerobioza, actioneaza reactii complexe, diferite enzime, iar ciclul de desfasurare este cunoscut sub numele de ciclul Krebs. La nivelul acestui ciclu se intalnesc nu numai compusi din descompunerea glucidelor, dar si cei rezultati din degiadarea proteinelor si a lipidelor. Aici are loc interconversiunea dintre metabolisme. Accsta este un mecanism biochimic adaptativ, prin care un principiu alimentar poate sa se transforme in altul, pe calea unor reactii reversibile, cu produsi intermediari comuni. Astfel pot apare sau dispare cantitati apreciabile de glucide, lipide sau proteine. De obicei exista o predominenta a proccselor de transformare a proteinelor si mai ales a lipidelor in glucide (gluconeogeneza). Procesul de eliberare a glucozei din glicogen se numeste (glicogenoliza). Ciclul Krebs este cheia de bolta a metabolismului intermediar. La acest nivel, intervine in principal acidul piruvic din degradarea zaharurilor care, este un acid cetonic simplu si care este degradat in produsi finiti CO2 si H2O. In diferite reactii intervine insa si coenzima A, care da nastere acetil coenzimei A, forma activa care participa la interconversiunea metabolismelor. Acesta este procesul aerobiotic. In conditii de anaerobioza, degradarea glucidelor duce la un compus numit acid lactic, care poate fi si el oxidat mai departe, cu eliminare de energie, apa si bioxid de carbon. Din degradarea proteinelor rezulta aminoacizi cu rol plastic, asa numite pietre de constructie pentru sinteza proteinelor proprii organismelor. Spre deosebire de lipide si glucide, aminoacizii nu se depoziteaza in organism. Celulele folosesc numai atat cat este necesar, restul sunt dezaminati, oxidati si transformati in glucozii (neoglucogeneza), sau sunt arsi cu eliberare de energie. Din degradarea proteinelor rezulta pe langa bioxid de carbon si apa si amoniac, un produs toxic. Acesta este transformat la nivelul ficatului in uree, produs mai putin toxic, care se elimina prin urina. Din metabolizarca nucleo-proteinelor, rezulta acidul uric care in cazuri patologice produce hiperuricemiile dintre care guta este cea mai cunoscuta. Proteintele sunt singurele principii nutritive care contin azot. Intre cantitatea de azot ingerat si eliminat exista un echilibru (echilibru azotat, bilant sau balanta azotata). Cresterea azotului in sange, hiperazotemia apare in boli grave renale sau extrarenale. In ceea ce priveste grasimile absorbite de peretele intestinal sub forma de glicerol si acizi grasi, sunt ulterior transportate la tesuturi si resintetizate in grasimile proprii organismului. La tesuturi, fie intra in constitutia componentelor celulare, fie se depun ca grasimi de rezerva in tesutul adipos subcutanat sau in jurul unor organe. Din rezerve sunt mobilizate, ori de cate ori organismul arc nevoie de energie. S-a vazut ca si lipidele iau parte la ciclul Krebs, prin interconversiunea metabolismelor. Prin arderea grasimilor rezultii bioxid de carbon si o importanta cantitate de energie. Pentru arderea lipidelor, organismul are nevoie de o anumita cantitate de glucide. In cursul tulburarilor metabolismului glucidelor (diabetul zaharat) apar si tulburari ale metabolismului lipidic cu formarea de composi intermediari toxici pentru organism, cum sunt corpii cetonici (acidul betaoxibutiric si acidul acetilacetic). De fapt acesti acizi apar si fiziologic ca stadii intermediarc. Pentru arderea lor in conditii normale, este nevoie de energie furnizata de arderea glucozei. In diabetul zaharat, glucoza nu mai poate fi arsa in totalitate pana la bioxid de carbon si apa. Astfel cei doi acizi pomeniti, nu mai pot fi degradati pana la stadiul de produsi fmali (acid acetic, bioxid de carbon si apa), aparand un produs intermediar, acetona. Toti acesti produsi se numesc corpi cetonici. Cresterea lor in sange se numeste cetonemie iar in urina cetonurie. Acumularea acestor acizi determina aparitia acidozei, o complicate foarte grava in diabetul zaharat. Toate aceste tulburari, apar in cea mai severa complicatie a diabetului zaharat, coma diabetica. O alta consecinta a dereglarii aportului de lipide si glucide este obezitatea, in care excesul de lipide si glucide se acumuleaza in depozite. Important la acest capitol este si metabolismul lipoproteinelor. Lipoproteinele sunt complexe de lipide si proteine, cuplate, in care proportia de lipide variaza intre 50-80%. Ele sunt reprezentate de fosfolipide, colesterol si triglicerine. In general lipidele sunt dispuse fie in tesuturi (lipide tisulare), fie circula in sange sub forma de macromolecule de lipoproteine. S-au separat patru forme majore de lipoproteine: chilomicronii, lipoproteine cu densitate joasa (L.D.L), lipoproteine cu densitatea foarte joasa (V.L.D.L) si lipoproteine cu densitate inalta (H.D.L). Rolul major al lipoproteinelor, este transportul lipidelor in sange. Atat acizii grasi cat si colesterolul, sunt transportati sub forma esterificata (triglicerine si ester de colesterol). La nivelul tesuturilor, trigliceridele si esterii de colesterol sunt hidrolizate rezultand acizi grasi, depozitati sub forma de trigliceride, in tesutul adipos si colesterolul liber utilizat de celule in scop structural. Cresterea concentratiei plasmatice a colesterolului sau a trigliceridelor sau cresterea asociata, deci hiperlipoproteinemia, sau hiperlipidemia reprezinta o anomalie biochimica in care joaca rol, factori genetici si factori castigati (stres, alimentatie, sedentarism, medicatie, etc). Astazi rolul hiperlipoproteinemiilor in geneza aterosclerozei este bine cunoscut. In concluzie la acest capitol, rezulta ca prin digestie si metabolism, produsii finiti sunt bioxidul de carbon si apa. Procesul invers de formare a factorilor nutritivi, pornind de la bioxid de carbon si apa nu este posibil. Plantele pot sintetiza compusii organici din apa si bioxid de carbon cu ajutorul energiei solare. Acesti compusi pot fi preluati de organismul uman fie direct prin consum de vegetate, fie indirect prin consumul alimentelor animale care sau hranit cu produse vegetale.