Biochimie- Curs 5 ,Metabolismul mineral

Metabolismul mineralrs 

Există elemente chimice care funcţionează ca electroliţi în organism K,Cl, Mg, Ca şi Na.

Ionii de K⁺, Na⁺, Ca⁺², Mg⁺² strabat membrana celulara prin osmoza si difuziune si se gasesc atat in mediul intracellular cat si in cel intracellular determinind turgescenta celulei.

Procesul de osmoza – circulatia de la diluat la concentrat.

Procesul de difuziune – circulatia de la concentrat la diluat.

Metabolismul Na+

Natremia = sodemia normala este de 3g/zi.

Aproximativ 30% din Na prezent în corp este depozitat în oase ,restul fiind distribuit în
lichidele organismului. Sodiu are rol în metabolismul apei ( ionul de sodiu reţine apa ), în echilibrul osmotic şi acido –bazic şi de aceea se găseşte în lacrimi, sânge etc.
O altă proprietate a acestui element este aceea că măreşte excitabilitatea neuromusculară şi
tonusul muscular.

Sodiul se elimină din organism prin transpiraţie, şi urină iar dacă această pierdere nu este combătută la timp se produc o serie de dereglări ale funcţiilor celulare. Hiponatremia apare in caz de efort fizic intens, mai ales pe timp de căldură, cand pierderile de sodiu din organism pot conduce la o carenţă de sodiu care se manifestă prin: incapacitae de concentrare, greaţă , crampe musculare, insomnie, pierdere de cunoştinţă, deshidratare .

Hipernatremia se produce din cauza hiperhidratarii prin perfuzie sau a alimentatiei abusive.
Prin prezenţa sa în concentraţie mare în sistemul circulator, influenţează tensiunea şi are rol anticoagulant.

Printre alte efecte benefice ale sodiului se numără intervenţia sa în procesul de metabolizare a nutrienţilor cu eliberare de energie pentru desfăşurarea corectă a organismului, precum şi realizarea unei suprafeţe protectoare pentru mucoasa gastrică împiedicând astfel erodarea ei prin acţiunea sucului gastric.

Sursa de sodiu cea mai cunoscută este sarea de bucătărie . Aportul în exces de sodiu printr-o dietă numită de specialişti hipersodată, se manifestă prin iritabilitate creşterea tensiunii arteriale. Alte surse de sodiu : lapte, sfeclă de zahăr, ţelină, apa plată (concentraţia de sodiu diferă de la un produs la altul ).

Metabolismul K⁺

Capacitatea muşchilor de a se contracta este legată de nivelul de potasiu din corp .
Dacă nivelul de K⁺ din organism nu este corespunzător, terminalele nervoase nu vor înţelege în mod corespunzător semnalele primite de la creier .

Nivelul K afectează capacitatea organismului de a regla tensiunea arterială. În deficienţa de K apare riscul unei tensiuni arteriale cerscute şi a lipsei de energie.

Hipocalemia influenteaza miocardul, produce leziuni hepatice si renale, tulburari de deglutitie, dispnee, diaree, varsaturi.

Hipercalimia este foarte grava si foarte rara. Apare in cazul arsurilor grave si in cazul transfuziei de sange conservat.

K se găseşte în grâu , orez, struguri, varză, fasole, praz, ulei de măsline .

Alimentele bogate în K sunt : cartofii dulci, bananele, dovleceii, caisele, stafidele, smochinele, carnea de vită, soia, avocado, lintea, perele, portocalele, papaya şi spanacul.
Aceste alimente trebuie consumate proaspete, deoarece la gătit se pierde din cantitatea de potasiu.

Metabolismul Mg⁺²

Magnezemia normala – 36-40 mg/zi

Magneziul se gaseste repartizat astfel:

- 60% in oase

- 30% in muschi

- 1% in serul sangvin

- restul in lichidul intracelular

Absorbtia lui este conditionata de vitamina D, de TSH (tiroido-stimulator)

Magneziul are rol:

- in producerea contractiei musculare,

- catalizeaza reactiile biochimice

- participa la sinteza proteinelor

- ajuta la transmiterea impulsului nervos

Hipomagneziemia se manifesta prin varsaturi, diaree. tremor, tetanie, convulsii

Hipermagneziemie determina somnolenta, depresia respiratiei si a reflexelor, paralizia muschilor respiratori.

Metabolismul Cl^-

Clorul este halogenul cel mai cunoscut. Ionul clorură este ionul predominant în lichidele extracelulare.

Cantitatea de clor în organism şi repartizarea sa sunt dependente de alimentaţie, fiind reglată pe cale nervoasă şi endocrină.

Metabolismul clorului este strâns legat de cel al sodiului şi al potasiului
Are rol în formarea acidului clorhidric din sucul gastric .

Tulburările metabolismului clorului sunt strâns legate de cele ale apei şi sodiului ,apar însă şi unele aspecte particulare –scade concentraţia de clor în cazul vărsăturilor gastrice şi creşte în cazul acidozelor .
Lipsa clorului ( hipocloremie ) este însoţită de slăbirea musculară, iar la copii de tulburări de creştere .

Alimentaţia cu un conţinut normal de sare asigură necesarul de clor în organism. Apa cu un conţinut prea ridicat de clor poate diminua cantitatea de vitamina E din organism. Flora intestinală distrusă de clorul din apă poate fi refăcută prin consum de iaurt .
Alimentele care conţin clor sunt : nucile, perele, vinetele.

Metabolismul bazal 

Metabolism bazal reprezinta cantitatea de calorii produse într-o oră, în condiţii de repaus al organismului, raportată la un metru pătrat din suprafaţa corpului.

Altfel spus metabolismul este suma tuturor reactiilor enzimatice din celula. În aceste reactii enzimatice, produsul unei reacţii devine substrat pentru următoarea reacţie din secvenţă, produşii succesivi ai reacţiilor chimice fiind cunoscuţi ca metaboliţi.

Functiile metabolismului:

- Obtinerea enegiei chimice din molecule combustibil.

- Conversia substantelor nutritive exogene in unitati constituiente (precursori) ai componentelor macromoleculare.

- Asamblarea acestor elemente in proteine, acizi nucleici, lipide si alte componente celulare.

- Formarea si degradarea biomoleculelor necesare diferitelor functii celulare specializate.

Metabolismul are doua sensuri, doua directii de actiune a reactiilor chimice:

Catabolismul – reprezentat de degradarea constituientilor celulari la compusi simpli, rezultand energie (reacţie exotermă).

Anabolismul – reprezentat de edificare si refacere a constituientilor celulari din compusi simpli, consumand energie (reacţii endoterme).

Energia necesară proceselor de biosinteză provine în cea mai mare parte din desfacerea legăturilor macroergice ale diferiţilor compuşi (ATP).

Metabolismul determina ereditatea, variabilitatea, excitabilitatea, miscarea.

In urma metabolismului rezulta:

CO2 +H2O+Q (energie)

Q este stocat in ATP (acidul adenozintrifosforic) si ADP (acidul adenozindifosforic).

Catabolismul şi anabolismul se desfăşoară printr-o succesiune a numeroase reacţii chimice: hidroliză, hidrogenare, deshidratare, decarboxilare, dezaminare, transaminare, esterificare, condensare, polimerizare.

În acest fel sunt desfăcute în biologie prin procesele metabolice cu ajutorul enzimelor moleculele mari de proteine, polizaharahide sau lipide în molecule mai mici monomere. Sursa de energie necesară reacţiei o asigură ATP-ul (acidul adenozintrifosforic).

METABOLISMUL ENERGETIC

Metabolismul energetic studiază geneza şi utilizarea energiei chimice a substanţelor alimentare. Energia este eliberată la nivelul celulelor (în special în mitocondrii) prin reacţii de oxidare a lipidelor şi glucidelor, uneori şi a proteinelor. Această energie este înmagazinată mai întâi sub forma unor noi legături chimice, bogate în energie (legături fosfat macroergice de ATP şi CP). Fiecare celulă foloseşte ATP ca sursă primară de energie, pentru îndeplinirea funcţiilor sale caracteristice. Celulele acţionează ca adevăraţi transformatori ai energiei chimice a substanţelor în energie mecanică, electrică calorică, osmotică .

DETERMINAREA METABOLISMULUI ENERGETIC

Deoarece toate transformările energetice din orice sistem duc, în final, la apariţia de energie calorică, schimburile energetice organism –mediu pot fi evaluate prin calorimetrie şi exprimate în calorii. Metodele calorimetrice pot fi directe şi indirecte.

Calorimetria directă constă din măsurarea căldurii degajate de un organism viu într-un interval de timp. Se folosesc camere calorimetrice. Producţia calorică a organismului este evaluată cu ajutorul unor sisteme termoelectrice.

Calorimetria indirectă. Se bazează pe faptul că toată producţia calorică a organismului provine din reacţii de oxidare. În organism, ca şi în bomba calorimetrică, alimentele sunt „arse” în prezenţa oxigenului care se consumă. În organism, arderile sunt mult mai lente, au loc în etape succesive, iar energia se elimină treptat. Prin determinarea consumului de oxigen într-un interval de timp se poate calcula calorigeneza corespunzătoare. Trebuie să cunoaştem puterea calorică (echivalentul caloric)a oxigenului şi volumul de oxigen consumat de organism.