Pentru efectuarea funcţiilor vitale, organismul are nevoie de energie şi elemente nutritive. Acestea îi sunt furnizate de alimente. Dar principiile nutritive (factorii nutritivi) se găsesc sub forma unor combinaţii complexe, care nu pot fi utilizate ca atare. Este deci nevoie de transformări până la elemente simple, pe care organismul le foloseşte ca sursă energetică şi plastică. Proteinele sunt principalele substanţe plastice iar glucidele şi grăsimile, substanţe energetice.
Digestia, reprezintă prima etapă a transformărilor. Fărâmiţate mecanic prin masticaţie şi îmbibate cu salivă (
bolul bucal) sunt propulsate prin esofag în stomac şi intestinul subţire, unde se continuă digestia începută în cavitatea bucală. Digestia începe chiar în cavitatea bucală. Ea interesează aici numai glucidele. Fermentul denumit ptialină sau amilază salivară, degradează amidonul în componenţi mai simpli (dextrina şi maltoza). In stomac bolul alimentar este frământat şi îmbibat cu suc gastric prin mişcările peristaltice ale acestuia. Sucul gastric conţine doi fermenţi importanţi:
pepsina şi
labfermentul. Pepsina transformă proteinele în compuşi mai simpli, denumite
albumoze şi
peptone. Pepsina devine activă numai sub influenţa acidului clorhidric, secretat la nivelul mucoasei gastrice, care transformă pepsi-nogenul inactiv în pepsina activă. Labfermentul (presura) acţionează asupra cazeinei (proteină din lapte) pe care o coagulează, operaţie indispensabilă pentru digestia cazeinei de către pepsina. Tot la nivelul stomacului continuă digestia amidonului sub acţiunea ptialinei salivare. Prin pilor, alimentele astfel degradate trec în duoden, unde se desăvârşeşte digestia sub influenţa celor trei sucuri digestive prezente aici: intestinal, pancreatic şi biliar. Glucidele sunt degradate sub acţiunea amilazei pancreatice, în compuşi mai simpli numiţi
dizaharide (maltoză, lactoză). Aceştia sunt descompuşi de către unele enzime din sucul intestinal (maltaza, lactaza, etc) în monozaharide (glucoza şi fructoză) formă sub care pot fi absorbiţi prin mucoasa intestinală.
Proteinele sunt degradate în intestin sub acţiunea tripsinei, până la stadiul de polipep-tide şi chiar aminoacizi. Tripsina este transformată din forma inactivă denumită tripsi-nogen, în forma activă de către o enzimă intestinală, enterokinaza. La nivelul intestinului se produce şi descompunere lipidelor. In prealabil lipidele sunt emulsionate de către sărurile biliare secretate de ficat şi depozitate în bilă. Emulsionarea constă în transformarea lipidelor în particule foarte fine cu suprafaţă mare, care permit enzimelor denumite lipaze, să le descompună în glicerina (glicerol) şi acizi graşi. Astfel: laptele, carnea, brânza, ouăle, pâinea, legumele, fructele şi grăsimile sunt transformate în compuşi simpli, monozaharide (glucoza şi fructoză) pentru glucide, aminoacizi pentru proteine şi acizi graşi şi glicerol pentru grăsimi. După absorbţia la nivelul peretelui intestinal factorii nutritivi menţionaţi sunt transportaţi pe calea circulaţiei sanghine şi limfatice, în laboratorul central - ficatul. De aici după nevoie, sunt dirijaţi în diferite sectoare ale organismului, fie pentru producerea de energie, fie pentru repararea ţesuturilor, fie depozitate ca substanţe de rezervă. Pentru a fi încorporate în ţesuturi şi celule şi pentru eliminarea resturilor neutilizabile rezultate din ardere, are loc procesul cunoscut sub numele de metabolism. Acesta cuprinde două componente: unul de sinteză (refacerea ţesuturilor din substanţe simple) numit anabolism şi altul de descompunere, de degradare energetică numit catabolism.
Glucoza reprezintă principalul furnizor de energie pentru organism. In sânge se găseşte într-o concentraţie constantă (70-l20mg%). Aceasta se numeşte glicemie. Variaţiile mari sunt periculoase de aceea acţionează un sistem de reglare foarte eficace pe două căi:
- Autoreglare fizico-chimică. Glicogenul din ficat nu este o masă anorfă. Pentru a fi consumată la periferie, glucoza trebuie să fie în prealabil fixată sub formă de glicogen. Deci glucoza utilizată de organism, reprezintă fracţiunea desprinsă din molecula de glicogen. Iată cum glicogenul este în permanenţă sintetizat şi utilizat, ritmul fiind dictat de intensitatea arderilor din organism. Acest fenomen este valabil numai pentru glicogenul hepatic nu şi pentru cel depozitat în muşchi. Sintetic glicogenul ia naştere din patru surse: glucoza alimentară, produşii metabolismului glucidic, proteine şi lipide. In ce priveşte autoreglarea, dacă apare un supliment digestv de glucoza, se va produce o sinteză crescută de glicogen care va absorbi acest supliment. Invers, o utilizare crescută a glucozei, va fi compensată prin accelerarea depolemirizării glicogenului. Astfel se menţine glicemia în limitele fiziologice.
- Reglarea hormonală a glicemiei. Aici intervin numeroşi hormoni. Dintre aceştia numai insulina are efect hipoglicemiant, ceilalţi fiind hiperglicemianţi (hormonul soma-totrop hipofizar, A.C.T.H, hormonii glucocorticosteroizi, tiroidieni şi catecolaminele presoare (adrenalina şi noradrenalina).
Schematic insulina este secretată de celulele beta din insulile Langerhans din pancreas. Stimulul secret este hipeglicemia. Este transportată de sânge, fixată de unele glonbuline şi este inactivată la nivelul ficatului.
Acţionează accelerând transportul glucozei prin membranele celulare şi activează unele procese metabolice (sinteza de glicogen, de proteine, de lipide etc). In concluzie când glucoza sanghină tinde să crească, surplusul este transformat în glicogen. Procesul se numeşte glicogenogeneză. In lipsa insulinei, glucoza nu se mai transformă în glicogen, creşte nivelul în sânge (hipergli-cemie) iar excesul este eliminat prin urină (glicozurie) apărând astfel boala denumită diabet zaharat. Când glicemia tinde să scadă, glicogenul este descompus şi echilibrul glicemiei restabilit. Arderea glucozei la nivelul celulelor, cu eliberare de energie, se face atât în prezenţa oxigenului (aerobioză) cât şi în absenţa acestuia (anaerobioză). In caz de aerobioză, acţionează reacţii complexe, diferite enzime, iar ciclul de desfăşurare este cunoscut sub numele de ciclul Rrebs. La nivelul acestui ciclu se întâlnesc nu numai compuşi din descompunerea glucidelor, dar şi cei rezultaţi din degradarea proteinelor şi a lipidelor. Aici are loc interconversiunea dintre metabolisme. Acesta este un mecanism biochimic adaptativ, prin care un principiu alimentar poate să se transforme în altul, pe calea unor reacţii reversibile, cu produşi intermediari comuni. Astfel pot apare sau dispare cantităţi apreciabile de glucide, lipide sau proteine. De obicei există o predominenţă a proceselor de transformare a proteinelor şi mai ales a lipidelor în glucide (gluco-neogeneză). Procesul de eliberare a glucozei din glicogen se numeşte (glicogenoliză). Ciclul Krebs este cheia de boltă a metabolismului intermediar. La acest nivel, intervine în principal acidul piruvic din degradarea zaharurilor care, este un acid cetonic simplu şi care este degradat în produşi finiţi CO2 şi H2O. In diferite reacţii intervine însă şi coenzima A, care dă naştere acetil coenzimei A, forma activă care participă la interconversiunea metabolismelor. Acesta este procesul aerobiotic. In condiţii de anaerobioză, degradarea glucidelor duce la un compus numit acid lactic, care poate fi şi el oxidat mai departe, cu eliminare de energie, apă şi bioxid de carbon.
- Din degradarea proteinelor rezultă aminoacizi cu rol plastic, aşa numite pietre de construcţie pentru sinteza proteinelor proprii organismelor. Spre deosebire de lipide şi glucide, aminoacizii nu se depozitează în organism. Celulele folosesc numai atât cât este necesar, restul sunt dezaminaţi, oxidaţi şi transformaţi în glucoza (neoglucogeneză), sau sunt arşi cu eliberare de energie. Din degradarea proteinelor rezultă pe lângă bioxid de carbon şi apă şi amoniac, un produs toxic. Acesta este transformat la nivelul ficatului în uree, produs mai puţin toxic, care se elimină prin urină. Din metabolizarea nucleo-proteinelor, rezultă acidul uric care în cazuri patologice produce hiperuricemiile dintre care guta este cea mai cunoscută. Proteintele sunt singurele principii nutritive care conţin azot.Intre cantitatea de azot ingerat şi eliminat există un echilibru (echilibru azotat, bilanţ sau balanţa azotată). Creşterea azotului în sânge, hiperazotemia apare în boli grave renale sau extrarenale.
In ceea ce priveşte grăsimile absorbite de peretele intestinal sub formă de glicerol şi acizi graşi, sunt ulterior transportate la ţesuturi şi resintetizate în grăsimile proprii organismului. La ţesuturi, fie intră în constituţia componentelor celulare, fie se depun ca grăsimi de rezervă în ţesutul adipos subcutanat sau în jurul unor organe. Din rezerve sunt mobilizate, ori de câte ori organismul are nevoie de energie. S-a văzut că şi lipidele iau parte la ciclul Krebs, prin interconversiunea metabolismelor. Prin arderea grăsimilor rezultă bioxid de carbon şi o importantă cantitate de energie. Pentru arderea lipidelor, organismul are nevoie de o anumită cantitate de glucide. In cursul tulburărilor metabolismului glucidelor (diabetul zaharat) apar şi tulburări ale metabolismului lipidic cu formarea de compoşi intermediari toxici pentru organism, cum sunt corpii cetonici (acidul betaoxibutiric şi acidul acetilacetic). De fapt aceşti acizi apar şi fiziologic ca stadii intermediare. Pentru arderea lor în condiţii normale, este nevoie de energie furnizată de arderea glucozei. In diabetul zaharat, glucoza nu mai poate fi arsă în totalitate până la bioxid de carbon şi apă. Astfel cei doi acizi pomeniţi, nu mai pot fi degradaţi până la stadiul de produşi finali (acid acetic, bioxid de carbon şi apă), apărând un produs intermediar, acetona. Toţi aceşti produşi se numesc
Corpi cetonici. Creşterea lor în sânge se numeşte etonemie iar în urină cetonurie. Acumularea acestor acizi determină apariţia acidozei, o complicaţie foarte gravă în diabetul zaharat. Toate aceste tulburări, apar în cea mai severă complicaţie a diabetului zaharat, coma diabetică. O altă consecinţă a dereglării aportului de lipide şi glucide este obezitatea, în care excesul de lipide şi glucide se acumulează în depozite.
Lipoproteinele sunt complexe de lipide şi proteine, cuplate, în care proporţia de lipide variază între 50-80%. Ele sunt reprezentate de fosfolipide, colesterol şi triglicerine. In general lipidele sunt dispuse fie în ţesuturi (lipide tisulare), fie circulă în sânge sub formă de macromolecule de lipoproteine. S-au separat patru forme majore de lipoproteine:
- chilomicronii,
- lipoproteine cu densitate joasă (L.D.L),
- lipoproteine cu densitatea foarte joasă (V.L.D.L) şi
- lipoproteine cu densitate înaltă (H.D.L)
Rolul major al lipoproteinelor, este transportul lipidelor în sânge. Atât acizii graşi cât şi colesterolul, sunt transportaţi sub formă esterificată (triglicerine şi ester de colesterol). La nivelul ţesuturilor, trigliceridele şi esterii de colesterol sunt hidrolizate rezultând acizi graşi, depozitaţi sub formă de trigliceride, în ţesutul adipos şi colesterolul liber utilizat de celule în scop structural. Creşterea concentraţiei plasmatice a colesterolului sau a trigliceridelor sau creşterea asociată, deci hiperlipoproteinemia, sau hiperlipidemia reprezintă o anomalie biochimică în care joacă rol, factori genetici şi factori câştigaţi (stres, alimentaţie, sedentarism, medicaţie, etc).
