Metabolism
(metabolismul)
corpurile noastre obțin energia de care au nevoie din alimente prin metabolism, un set de reacții chimice care au loc în celulele corpului care transformă energia din alimente în combustibilul de care avem nevoie pentru tot ceea ce facem, de la mișcare la gândire și creștere.
Fundamente
în corpul nostru există proteine specifice care controlează reacțiile chimice ale metabolismului și toate aceste reacții chimice sunt coordonate cu alte funcții ale corpului. De fapt, mii de reacții metabolice au loc simultan în noi – toate reglementate de corpul nostru – care fac posibil ca celulele noastre să fie sănătoase și să funcționeze corect.
metabolismul este un proces constant care începe la concepție și se termină cu moartea. Este un proces vital pentru toate formele de viață, nu doar pentru ființele umane. Dacă metabolismul este oprit într-o ființă vie, moartea survine.
Iată un exemplu al modului în care procesul de metabolizare funcționează la om-și începe cu plantele. În primul rând, plantele verzi obțin energie din lumina soarelui. Plantele folosesc acea energie și o moleculă numită clorofilă (care le conferă culoarea verde caracteristică) pentru a produce zaharuri din apă și dioxid de carbon, un proces numit fotosinteză.
când oamenii și animalele mănâncă plante (sau, dacă sunt carnivore, mănâncă carne de la animale care au mâncat plante), ele încorporează acea energie (sub formă de zahăr), împreună cu alte substanțe chimice esențiale pentru fabricarea celulelor. Următorul pas este descompunerea zahărului, astfel încât energia produsă în proces să poată ajunge la toate celulele corpului, care îl vor folosi ca combustibil.
când mâncăm un aliment, moleculele din sistemul digestiv numite enzime descompun proteinele în aminoacizi, grăsimile în acizi grași și carbohidrații în zaharuri simple (cum ar fi glucoza). În afară de zahăr, organismul poate folosi atât aminoacizi, cât și acizi grași ca surse de energie atunci când are nevoie de ele. Acești compuși sunt absorbiți de sânge, care este responsabil pentru transportul acestora către celulele corpului.
odată ajunse în celule, alte enzime intervin pentru a accelera sau regla reacțiile chimice necesare „metabolizării” acestor compuși. În timpul acestor procese, energia din compuși poate fi eliberată pentru utilizare de către organism sau stocată în țesuturile corpului, în special ficatul, mușchii și grăsimea corporală.
în acest fel, practic, metabolismul este un fel de jonglerie în care sunt implicate simultan două tipuri de activități: fabricarea țesuturilor corpului și crearea de rezerve de energie, pe de o parte, și defalcarea țesuturilor corpului și a depozitelor de energie pentru a obține combustibilul necesar funcțiilor organismului, pe de altă parte:
- anabolismul sau metabolismul constructiv este de a produce și stoca: este baza pentru creșterea celulelor noi, menținerea țesuturilor corpului și crearea de rezerve de energie pentru a putea fi utilizate în viitor. În timpul anabolismului, moleculele mici și simple sunt modificate pentru a construi molecule mai mari și mai complexe de carbohidrați, proteine și grăsimi.
- catabolismul sau metabolismul distructiv este procesul prin care se produce energia necesară pentru toate activitățile celulare. În acest proces, celulele descompun molecule mari (mai ales carbohidrați și grăsimi) pentru energie. Energia produsă, pe lângă faptul că este combustibilul necesar proceselor anabolice, face posibilă încălzirea corpului, mișcarea acestuia și contractarea mușchilor. Când compușii chimici sunt împărțiți în substanțe mai simple, produsele reziduale secretate în proces sunt expulzate din corp prin piele, rinichi, plămâni și intestine.
mai mulți hormoni produși de sistemul endocrin controlează viteza și direcția metabolismului, adică dacă este anabolic sau catabolic. Tiroxina, un hormon produs și secretat de glanda tiroidă, joacă un rol cheie în determinarea ratei la care reacțiile chimice ale metabolismului apar în corpul unei persoane.
o altă glandă, pancreasul, secretă hormoni care ajută la determinarea dacă activitatea metabolică principală a organismului la un moment dat va fi anabolică sau catabolică. De exemplu, după o masă copioasă, anabolismul predomină asupra catabolismului, deoarece mâncarea crește concentrația de glucoză-principalul combustibil al organismului – în sânge. Pancreasul preia cea mai mare concentrație de glucoză și secretă hormonul insulină, care spune celulelor să-și mărească activitățile anabolice.
metabolismul este un proces chimic complex, deci nu este de mirare că mulți oameni tind să-l simplifice, concepându-l pur și simplu ca ceva care influențează cât de ușor corpul nostru câștigă sau pierde în greutate. Aici intră caloriile. O calorie este o unitate care măsoară câtă energie oferă un anumit aliment organismului. Un baton de ciocolată conține mai multe calorii decât un măr, ceea ce înseamnă că oferă organismului mai multă energie-și uneori mai mult decât are nevoie. La fel cum o mașină stochează benzină în rezervor până când are nevoie de ea pentru a alimenta motorul, corpul stochează calorii-în principal sub formă de grăsime. Dacă rezervorul de gaz al unei mașini este supraîncărcat, acesta se va revărsa și gazul se va vărsa pe drum. În mod similar, dacă o persoană mănâncă prea multe calorii, se va „revărsa” sub formă de exces de grăsime corporală.
numărul de calorii pe care o persoană le arde într-o zi este influențat de cantitatea de exerciții fizice pe care o face, de cantitatea de grăsime și mușchi din corpul lor și de BMR. Metabolismul bazal este o măsură a ratei la care o persoană „arde” energia, sub formă de calorii, în repaus. Metabolismul bazal poate juca un rol în tendința unei persoane de a câștiga în greutate. De exemplu, o persoană cu un BMR lent (adică care arde puține calorii în timp ce se odihnește sau doarme) va tinde să câștige mai multă greutate decât o persoană de aceeași dimensiune cu un BMR mediu care mănâncă aceeași cantitate de alimente și exercită aceeași cantitate.
ce factori influențează metabolismul bazal al unei persoane? Într-o oarecare măsură, metabolismul bazal este moștenit. Uneori, problemele de sănătate pot afecta metabolismul bazal. Dar, de fapt, o persoană își poate modifica metabolismul bazal într-o oarecare măsură. De exemplu, dacă o persoană începe să exercite mai mult, nu numai că va arde mai multe calorii direct prin activitatea fizică, dar a fi mai în formă va accelera și BMR-ul. BMR este, de asemenea, influențat de compoziția corporală-persoanele care au mai mulți mușchi și mai puține grăsimi tind să aibă un BMR mai rapid.
Probleme care pot afecta metabolismul
în linii mari, o tulburare metabolică este orice afecțiune cauzată de o reacție chimică anormală în celulele din organism. Majoritatea tulburărilor metabolice se datorează fie nivelurilor anormale de enzime sau hormoni din sânge, fie problemelor în funcționarea acestor enzime sau hormoni. Atunci când anumite substanțe chimice nu pot fi metabolizate sau sunt metabolizate necorespunzător, acest lucru poate duce la acumularea de substanțe toxice în organism sau la o deficiență de substanțe necesare funcționării normale a organismului-ambele pot duce la simptome severe.
unele boli metabolice sunt moștenite. Aceste boli sunt cunoscute sub numele de erori înnăscute ale metabolismului. Nou-născuții sunt examinați în mod obișnuit pentru multe dintre aceste boli metabolice cât mai curând posibil. Multe dintre aceste erori înnăscute ale metabolismului pot duce la complicații grave sau chiar la moarte dacă nu sunt controlate prin dietă sau medicamente din timp.
exemplele acestor tulburări includ:
deficitul de G6PD. G6PD (glucoză-6-fosfat dehidrogenat) este una dintre numeroasele enzime care reglează metabolismul celular. G6PD, realizat în celulele roșii din sânge, ajută organismul să metabolizeze carbohidrații. Atunci când nu există suficient G6PD în sânge, celulele roșii din sânge nu pot fi protejate de efectele distructive ale anumitor substanțe chimice, determinându-le să se deterioreze sau să distrugă, o afecțiune cunoscută sub numele de anemie hemolitică. Într-un proces numit hemoliză, celulele roșii din sânge sunt distruse prematur, iar măduva osoasă (partea moale, spongioasă a țesutului osos în care sunt făcute celulele roșii din sânge) nu poate produce noi celule roșii din sânge într-un ritm suficient de rapid pentru a compensa pierderile. Copiii cu deficit de G6PD pot fi palizi și / sau obosiți și au ritm cardiac și respirator accelerat. De asemenea, pot avea splină îngroșată și / sau icter-îngălbenirea pielii și a albului ochilor. Deficitul de G6PD este de obicei tratat prin oprirea medicamentelor care l-au cauzat în primul rând sau prin tratarea bolii sau infecției care cauzează distrugerea globulelor roșii din sânge.
galactozemie. Bebelușii născuți cu această problemă nu au suficientă enzimă care descompune zahărul din lapte, numit galactoză. Această enzimă se face în ficat. Dacă ficatul nu produce suficient din această enzimă, galactoza se acumulează în sânge, ducând la probleme grave de sănătate. Simptomele apar de obicei în primele zile de viață și includ vărsături, inflamații hepatice și icter. Dacă nu este diagnosticată și tratată devreme, galactosemia poate duce la leziuni hepatice, renale și cerebrale.
hipertiroidism. Hipertiroidismul se datorează unei glande tiroide prea reactive. Această glandă secretă o cantitate excesivă de tiroxină, care accelerează metabolismul bazal. Provoacă simptome precum pierderea în greutate, ritmul cardiac accelerat, hipertensiunea arterială, ochii bombați și inflamația gâtului care rezultă din îngroșarea glandei tiroide (gușă). Această boală poate fi controlată prin mediere, chirurgie sau radioterapie.
hipotiroidism. Hipotiroidismul se datorează unei glande tiroide inexistente sau slab reactive și este de obicei rezultatul unei probleme progresive sau a unei boli care distruge glanda tiroidă. Această glandă secretă o cantitate insuficientă de tiroxină, care încetinește metabolismul bazal. La sugari și copii care nu sunt tratați corespunzător, hipotiroidismul poate provoca creștere și retard mental. Hipotiroidismul încetinește procesele corpului și provoacă oboseală, scăderea ritmului cardiac, creșterea excesivă în greutate și constipație. Copiii și tinerii care sunt diagnosticați cu această tulburare pot fi tratați cu hormon tiroidian oral pentru a normaliza nivelul hormonilor tiroidieni din sângele lor.
fenilcetonurie. Această tulburare este cauzată de un defect al enzimei responsabile de descompunerea aminoacidului fenilalanină. Acest aminoacid este necesar pentru creșterea normală la sugari și copii și pentru fabricarea proteinelor, dar, atunci când se acumulează în exces, poate afecta țesutul cerebral, provocând retard mental. Diagnosticul precoce și restricțiile alimentare pentru a preveni acumularea de fenilalanină în organism pot preveni sau diminua severitatea acestor complicații.
diabet de tip 1. Diabetul de tip 1 apare atunci când pancreasul nu produce sau nu eliberează suficientă insulină. Simptomele acestei boli includ urinarea excesivă, fiind foarte sete și foarte foame și pierderea în greutate. Pe termen lung, această boală poate duce la probleme renale, dureri cauzate de leziuni neuronale, orbire și boli cardiovasculare. Copiii și adolescenții cu diabet zaharat de tip 1 au nevoie de injecții regulate de insulină și de controlul zahărului din sânge pentru a reduce riscul de a dezvolta probleme de sănătate cauzate de diabet.
diabet de tip 2. Diabetul de tip 2 apare atunci când organismul nu răspunde normal la insulină. Simptomele acestei tulburări sunt similare cu cele ale diabetului de tip 1. Mulți copii care dezvoltă acest tip de diabet sunt supraponderali, deci se crede că acest factor joacă un rol în reactivitatea lor mai mică la insulină. Unii oameni răspund bine la modificările dietetice, combinate cu exerciții fizice și medicamente orale, dar există cazuri în care sunt necesare injecții cu insulină. Controlul nivelului de zahăr din sânge reduce riscul de a dezvolta aceleași probleme de sănătate pe termen lung care vin cu diabetul de tip 1.
revizuit de: Steven Dowshen, MD
Data revizuirii: iunie 2015