Metabolismul și Nutriția: Flashcards Vocabular

Introducere în Metabolism

  • Definiție: Metabolismul reprezintă totalitatea proceselor fizice și chimice care au loc la nivelul celulei.

  • Căile Metabolice: Acestea sunt succesiuni de reacții chimice coordonate de enzime, prin care substraturile sunt descompuse în produși finali.

  • Reacții Redox în Metabolism:

    • Oxidarea: Substratul cedează electroni (e−e^-) prin eliminarea unui atom de Hidrogen (HH) și devine oxidat.

    • Reducerea: Substratul acceptă electroni (e−e^-) prin acceptarea unui atom de Hidrogen (HH) și devine redus cu ajutorul coenzimelor.

    • Sincronizare: Fiecare reacție de oxidare este însoțită obligatoriu de una de reducere, deoarece electronii nu pot exista în stare liberă.

Componentele Metabolismului

  • Anabolismul:

    • Reprezintă sinteza moleculelor complexe și mari din molecule simple (exemple: sinteza de glicogen, trigliceride, proteine).

    • Procesul consumă energie.

    • Este mediat de enzime.

    • Reacțiile sunt divergente față de căile metabolice principale.

  • Catabolismul:

    • Reprezintă degradarea moleculelor complexe și mari (prin procese precum glicoliza, ciclul Krebs, transportul de electroni).

    • Procesul produce și eliberează energie, care este stocată sub formă de ATPATP (adenozin trifosfat) sau fosfocreatină.

    • Este mediat de enzime.

    • Reacțiile converg spre căile metabolice comune.

Adenozin Trifosfatul (ATP)

  • Structură Chimică:

    • Adenină: Bază azotată.

    • Riboză: Un monozaharid de tip pentoză.

    • Grupuri Fosfat: Trei grupări fosfat atașate.

  • Niveluri de Fosforilare:

    • AMP (Adenozin monofosfat): Conține o singură grupare fosfat.

    • ADP (Adenozin difosfat): Conține două grupări fosfat.

    • ATP (Adenozin trifosfat): Conține trei grupări fosfat.

Metabolismul Glucidelor

  • Tipuri de Glucide Consumate:

    • Monozaharide: Glucoza, fructoza, galactoza.

    • Dizaharide: Zaharoza, lactoza, maltoza.

    • Polizaharide: Amidon, glicogen.

  • Transformare: Toate glucidele sunt transformate în final în glucoză pentru a fi utilizate în metabolismul energetic.

  • Respirația Celulară (la nivelul mitocondriilor):

    • Ecuația generală: glucoza˘+O2→CO2+H2O+energie\text{glucoză} + O_2 \rightarrow CO_2 + H_2O + \text{energie}.

    • Etapele respirației celulare:

      1. Glicoliză: Glucoza este transformată în 22 molecule de acid piruvic. Are loc în citoplasmă.

      2. Ciclul Krebs: Acidul piruvic este degradat complet; se formează acid citric, se eliberează CO2CO_2 și se generează NADHNADH și H+H^+.

      3. Sistemul de transport al electronilor (e−e^-): Electronii sunt transportați între citocromi și coenzime, eliberând energie.

      4. Chemiosmoza: Energia eliberată este folosită pentru pomparea transmembranară a protonilor (H+H^+) și pentru sinteza de ATPATP.

  • Fiziologia Glucozei:

    • Digestie și Transport: Monozaharidele sunt absorbite în intestinul subțire, trec în sângele din vena portă, ajung la ficat (unde fructoza și galactoza devin glucoză) și apoi la celule.

    • Rolul Insulinei: Facilitează intrarea glucozei în celulă prin creșterea afinității transportorului membranar.

    • Patologii:

      • Diabet zaharat tip I: Absența insulinei (insulino-dependent).

      • Diabet zaharat tip II: Celulele nu răspund la stimulul insulinic.

  • Procese Hepatice Specifice:

    • Glicogenogeneza: Transformarea glucozei în glicogen (când glicemia este ridicată).

    • Glicogenoliza: Degradarea glicogenului în glucoză (când glicemia este scăzută); accelerată de glucagon și adrenalină.

    • Gluconeogeneza: Sinteza glucozei din surse ne-glucidice (aminoacizi, glicerol, acid lactic).

Reglarea Glicemiei

  • Hormoni Hipoglicemianți (Efect anabolizant):

    • Insulina: Scade concentrația glucozei sanguine prin glicogenogeneză hepatică și musculară și prin glicoliză.

  • Hormoni Hiperglicemianți (Efect catabolizant):

    • Glucagonul: Stimulează glicogenoliza și gluconeogeneza.

    • Adrenalina (Epinefrina): Stimulează glicogenoliza.

    • Hormonii glucocorticoizi (Cortizolul): Stimulează gluconeogeneza.

    • STH (Hormonul Somatotrop): Produce hiperglicemie.

    • Hormonii Tiroidieni: Produc hiperglicemie.

Metabolismul Lipidelor

  • Digestia și Absorbția:

    • Trigliceridele sunt descompuse în acizi grași și glicerol sub acțiunea enzimei lipază.

    • În mucoasa intestinală se formează chilomicroni (trigliceride, colesterol, fosfolipide + proteine).

    • Chilomicronii trec în capilarele limfatice (ductul toracic), apoi în circulația sanguină (vena cavă superioară, trunchiul celiac) către ficat și țesut adipos.

  • Transportul Sanguin:

    • Acizi grași legați de albumină în plasmă.

    • VLDL: Conține 60%60\% trigliceride și 15%15\% colesterol.

    • LDL: Conține 50%50\% colesterol; transportă colesterolul de la ficat la celule (risc crescut de boli coronariene).

    • HDL: Conține 20%20\% colesterol, 5%5\% trigliceride, 50%50\% proteine; transportă colesterolul de la țesuturi la ficat (protector împotriva bolilor coronariene).

  • Catabolismul Lipidelor (Lipoliza):

    • Glicerolul: Transformat în citoplasmă în DHAPDHAP (dihidroxi-aceton-fosfat), care poate intra în glicoliză spre acid piruvic sau înapoi spre glucoză.

    • Acizii Grași: Suferă betaoxidare în mitocondrii, rezultând molecule de 22 atomi de carbon (acetil-CoA).

    • Randament Energetic: Un acid gras cu 1616 atomi de carbon produce 88 molecule de acetil-CoA, generând un total de 129 ATP129\,ATP.

    • Corpi Cetonici: Unele molecule de acetil-CoA sunt convertite în acid acetoacetic, acetonă și acid beta-hidroxi-butiric. În diabet sau înfometare, acumularea lor duce la cetoacidoză (pH scăzut, miros de acetonă, comă).

  • Anabolismul Lipidelor (Lipogeneza):

    • Sinteza acizilor grași din acetil-CoA (provenit din excesul de glucoză).

    • Acizi grași esențiali: Nu pot fi sintetizați de organism și trebuie obținuți prin dietă: acid linolenic, acid linoleic, acid arahidonic.

  • Reglarea Metabolismului Lipidic:

    • Efect Anabolizant (Depunere): Insulina (inhibă lipazele, stimulează lipogeneza), hormonii sexuali (estrogeni, testosteron), SNV Parasimpatic.

    • Efect Catabolizant (Mobilizare/Lipoliză): Adrenalina/Noradrenalina, Glucagonul, STH, ACTH, Cortizolul, Tiroxina, SNV Simpatic.

Metabolismul Proteinelor

  • Digestia și Absorbția: Proteinele sunt descompuse în aminoacizi de către enzimele proteolitice și absorbite prin transport activ sau difuziune în mucoasa intestinală, apoi transportate prin vena portă la ficat.

  • Destinația Aminoacizilor:

    • Sinteza de proteine noi conform codului genetic.

    • Dezaminare (în ficat): Eliminarea grupării amino sub formă de amoniac, transformat în uree (ciclul ureei) și eliminat prin urină/transpirație. Restul moleculei intră în ciclul Krebs sau devine acid gras/glucoză.

    • Transaminare: Transformarea unor aminoacizi în alții.

  • Clasificarea Aminoacizilor (AA):

    • AA Neesențiali (11): Pot fi sintetizați în organism.

    • AA Esențiali: Trebuie obținuți din dietă (Exemple: triptofan, valină, lizină, leucină, izoleucină, metionină, histidină).

    • Proteine complete: De origine animală (conțin toți AA esențiali).

    • Proteine incomplete: De origine vegetală.

  • Reglarea Metabolismului Proteic:

    • Anabolism (Sinteză): STH (transport activ AA), Insulina (în mușchi), Testosteron, Estrogeni, Tiroxina (în doze mici), Cortizolul (NUMAI în ficat).

    • Catabolism (Proteoliză): Cortizolul (în mușchi/celule), Glucagonul, Adrenalina (în condiții de epuizare energetică), Hormonii tiroidieni (în cantități mari la adult).

Stări Metabolice

  • Starea de Absorbție (Postprandială):

    • Are loc imediat după masă, când substanțele nutritive intră în sânge.

    • Raport insulină/glucagon crescut.

    • Se formează rezerve: glicogen, lipide, proteine.

    • Nivelul sanguin de glucoză, aminoacizi și acizi grași scade pe măsură ce aceștia intră în celule.

  • Starea Postabsorbtivă (Inaniție):

    • După finalizarea absorbției; necesitățile sunt acoperite din rezerve.

    • Raport insulină/glucagon scăzut.

    • Are loc hidroliza rezervelor: glicogenoliză, lipoliză, proteoliză.

    • Gluconeogeneza este activată pentru a menține glicemia.

    • Nivelul sanguin de glucoză, aminoacizi și acizi grași crește prin mobilizarea din depozite.

Metabolismul Mineralelor

  • Rol general: Mineralele reprezintă aproximativ 5%5\% din greutatea corporală. Reglează procesele fiziologice, asistă enzimele, mențin presiunea osmotică și intră în structura unor molecule complexe.

  • Minerale Specifice și Funcții:

    • Calciu (Ca): Dinți, oase, coagulare, activitate nervoasă/musculară; reglat de PTH și calcitonină.

    • Sodiu (Na): Balanță hidrică, excitabilitate; reglat de aldosteron.

    • Potasiu (K): Impuls nervos, contracție musculară; reglat de aldosteron.

    • Fosfor (P): Dinți, oase, membrane celulare, ATP, acizi nucleici.

    • Magneziu (Mg): Funcție nervoasă/musculară, structura osului, activator enzimatic.

    • Fier (Fe): Component al hemoglobinei, mioglobinei și citocromilor.

    • Iod (I): Producerea tiroxinei în glanda tiroidă.

    • Sulf (S): Structura aminoacizilor, vitaminelor și citocromului.

    • Cupru (Cu): Producerea hemoglobinei și a melaninei.

    • Zinc (Zn): Component energetic enzimatic, creștere normală.

    • Mangan (Mn): Formarea ureei, activarea enzimelor.

    • Cobalt (Co): Component al Vitaminei B12, maturarea eritrocitelor (hematopoieză).

Rata Metabolică și Temperatura Corpului

  • Rata Metabolică: Măsurarea energiei cheltuite într-o perioadă de timp (în stare de repaus și nemâncat).

    • Măsurare directă: Cu calorimetrul (măsoară căldura produsă).

    • Măsurare indirectă: Măsoară consumul de oxigen.

  • Rata Metabolismului Bazal (RMB): Consumul minim de energie necesar pentru funcțiile vitale (respirație, circulație) în stare de veghe.

    • Factori influenți: RMB este crescut de hormonii tiroidieni, temperatură mare, vârstă mică (copii), sex masculin; RMB este mai mic la persoanele cu suprafață corporală mare.

    • Efectul termic al alimentelor: Metabolismul crește cu 1010–20%20\% după masă (mai mult pentru proteine).

  • Valoarea energetică: Se măsoară în Kilocalorii (KcalKcal). 1 Kcal1\,Kcal este cantitatea de căldură necesară pentru a crește temperatura unui gram de apă cu 1 ∘C1\,^\circ C.

  • Temperatura Corporală:

    • Normală: 36,7 ∘C36,7\,^\circ C (98,6 ∘F98,6\,^\circ F), măsurată matinal oral.

    • Mecanisme de pierdere a căldurii: Radiație (infraroșu), Evaporare (transpirație), Conducție (contact direct), Convecție (mișcarea aerului).

    • Reglare: Centrului termoreglator din hipotalamus.

    • Febra: Creșterea setării hipotalamusului datorită substanțelor pirogene.

    • Ajustări: Corpul conservă căldura prin vasoconstricție, frisoane și tremurături; și pierde căldură prin vasodilatație și transpirație.

Schema Metabolică (Interconexiuni)

  • Molecula de Acetil-CoA: Este punctul central de legătură între metabolisme. Rezultă din degradarea glucozei, corpilor cetonici și glicerolului. Formează 12 ATP12\,ATP în cadrul degradării prin ciclul Krebs până la CO2CO_2 și H2OH_2O. Este implicată în sinteza acizilor grași.

  • Interconversii: Glucoza poate fi transformată în glicogen (via glucozo-6-fosfat și glucozo-1-fosfat) sau în lipide (via produși de glicoliză care devin glicerol și acizi grași).