Metabolizam organizma

U najširem smislu, i to naročito u kliničkoj medicini, kada se govori o metabolizmu neke materije, onda se podrazumeva njena sudbina u organizmu počev od unošenja (ili sinteze) do ekskrecije (ili razgradnje). Kada su u pitanju sastojci hrane onda metabolizam uključuje sledeće procese.

Prva faza katabolizma

Prvu fazu katabolizma hrane koja se odigrava u gastrointestinalnom traktu. U ovoj fazu uključeni su mnogi organi koji u zajedničkoj saradnji obavljaju dva procesa: 1. Digestiju (varenje) koja podrazumeva hidrolizu složenih molekula, skroba, proteina i lipida u njihove najprostije sastojke, gradivne blokove. To se obavlja mnogobrojnim digestivnim enzimima koji se luče kao proenzimi a aktiviraju se u digestivnoj cevi. 2. Apsorpciju, tj proces prelaska prostih gradivnih molekula, monosaharida, slobodnih aminokiselina, di i tripeptida, slobodnih masnih kiselina, monoacilglicerola, žučnih soli i elektrolita, iz intestinalnog lumena u krv.

Druga i treća faza katabolizma

Druga i treća faza katabolizma kao i svi anabolički procesi odgiravaju se unutar živih ćelija i obično se zajedničkim imenom nazivaju intracelularni intermedijarni metabolizam. U ovaj deo metabolizam spada i sudbina svih sastojaka hrane nakon njihove digestije i apsorpcije jer se i oni, nakon prelaska iz krvi u ćelije uklapaju u tokove intermedijarnog metabolizma.

Koji su amfibolični metabolički putevi?

Pažljivim pregledom velike mape metabolizma mogu se zapaziti dve veoma važne činjenice za metabolizam organizma. Prva je, da se većina energetskih metaboličkih puteva ukršta preko acetil koenzima A. Ova takozvana raskrsnica metaboličkih puteva, kao i još neki drugi putevi koji se svi nazivaju amfibolički putevi, preko zajedničkih intermedijernih metabolita omogućavaju povezivanje anaboličkih i kataboličkih puteva metabolizma. Druga činjenica pokazuje da su mnogi od metaboličkih puteva dvosmerni, tj. da su reakcije koje ih sačinjavaju reverzibilne, a da pravad odvijanja reakcija zavisi od raspoloživosti supstrata i aktivnosti odgovarajućih enzima. Sve to omogućuje da se metabolizam ćelija pa i celog organizma neprekidno, kratkoročno i dugoročno prilagođava stanju ishrane, što čini takozvani ciklus ishrane i gladovanja.

Mebabolizam unete hrane

Većina višećelijskih organizma a naročito čovek, ne unose hranu neprekidno. Životinje to čine zbog toga što im hrana nije stalno dostupna, a čovek uglavnom iz socijalnih razloga. Nekoliko sati nakon uzimanja obroka, u metabolizmu čoveka se dešava apsorptivna faza metabolizma, koju karakteriše povećana koncetracija glukoze, aminokiselina i triglicerida u plazmi. U takvim uslovima, zbog povećane koncetracije supstrata, njegovog alosteričnog efekta i kovalentne modifikacije na pojedine enzime, dolazi do inhibicije enzima koji katalizuju kataboličke reakcije, a aktivacije enzima koji stimulišu anaboličke reakcije. Rezultat toga je da u apsorptivnoj fazi ciklusa, glikogenogeneza preovlađuje nad glikogenolizom, lipogeneza nad lipolizom, a sinteza proteina nad njihovom razgradnjom. Naprotiv u fazi gladovanja između obroka, sve rekacije teku obrnutim smerom, jer zbog nedostatka supstrata dolazi do glikogenolize, lipolize i razgradnje proteina. Ove promene su još izraženije kada se faze gladovanja i apsorptivne faze smanjuju nepravilno ili kada traju veoma dugo. U takvim stanjima dolazi i do indukcije i represije sninteze pojedinih enzima, do velikih promena u lučenju hormona i dubokih i trajnih promena metabolizma.

Opisane promene metabolizma u vezi sa ciklisom ishrane i gladovanja odnose se na sve ćelije ali su daleko najizraženije u četiri organa: jetri, masnom tkivu, mišićima i mozgu, koji zajedničkim i koordinisanim promenama metabolizma omogućavaju prilagođavanje metabolizma organizma na različita stanja ishrane. U regulaciji te saradnje veliku ulogu igraju hormoni, naročito insulin, glukagon i kateholamini, koji aktiviranjem i inhibicijom hormonsenzitivnih enzima vrše njihovu aktivaciju odnosno inhibiciju.

Uloga jetre u ciklusu ishrane i gladovanja

Jetra je prvi organ koji je u toku apsorptivne faze izložen velikim količinama nutritivnih materija koje stižu iz creva i ona aktivno prihvata glukozu, lipide i većinu aminokiselina. Ove materije se onda ugrađuju u glikogen, proteine i lipoproteine ili se dalje putem krvi distribuiraju ostalim organima. U fazi gladovanja jetra učestvuje u održavanju glikemije pre sve razgradnjom glikogena a takođe i glukoneogenezom. Ona takođe povećanom sintezom ketonskih tela od acetil Coa, snabdeva ostala tkiva energetskim materijalom. Na ovaj način jetra sprečava velike promene koncetracija ovih materija u krvi i obezbeđuje ostalim tkivima potrebne materije za njihov metabolizam.

Uloga masnog tkiva u ciklusu ishrane i gladovanja

Masno tkivo predstavlja glavni energetski depo organizma i čini 20% telesne težine normalno uhranjenog čoveka. U apsorptivnoj fazi metabolizma masno tkivo preuzima veliku količinu glukoze, od nje nastaje glicerol, masne kiseline preuzima razgradnjom triacilglicerola krvi, te sintetiše trigliceride koji se deponuju u masnim ćelijama. U stanju gladovanja dolazi do lipolize, oslobođenje masne kiseline služe svim tkivima za dobijanje energije njihovom beta oksidacijom. Na ovaj način masno tkivo predstavlja glavnu energetsku rezervu organizma koja neutrališe dugotrajne promene u količini unete hrane.

Uloga mišića u ciklusu ishrane i gladovanja

Mišići u apsorptivnoj fazi preuzimaju aminokiseline i vrše sintezu svojih proteina, preuzimaju glukozu iz krvi prvenstveno za sintezu glikogena a troši je i za svoje energetske potrebe, pri čemu se troši i velika količina kiseonika. U toku povećanog mišićnog rada glikoliza se vrši anaerobno do mlečne kiseline da bi se obezbedilo dovoljno ATP za mišićnu kontrakciju, a laktat prezima jetra i ponovo prevodi u glukozu. U toku gladovanja vrši se razgradnja mišićnih proteina a te aminokiseline koristi jetra za glukoneogenezu. Pri tome se za energiju mišićne kontrakcije koriste ketonska tela iz jetre i masne kiseline dobijene lipolizom triacilglicerola masnog tkiva. Na taj način se za mišiće tokom celog ciklusa ishrane i gladovanja prvenstveno obezbeđuje dovoljna količina ATP za njihovu kontrakciju.

Uloga mozga u ciklusu ishrane i gladovanja

Mozak ima apsolutni prioritet u zajedničkom metabolizmu jer koristi energiju uvek jednakom brzinom a neophodan je za funkciju svih ostalih organa. Mozak mora da ima na raspolaganju uvek dovoljno energetskih materija koje mogu da prođu hematoencefalnu barijeru. To je u apsorptivnoj fazi jedino glukoza, dok u fazi gladovanja pored glukoze kao izvor energije mogu da se koriste i ketonska tela. Tako mozak ima status „privilegovanog“ organa u zajedničkom metabolizmu organizma.

Zamolili bismo Vas da podelite tekst sa svojim prijateljima. Hvala :)

O autoru

Portal "Budi zdrav, produži život" osnovan je od strane studenata medicinskog fakulteta. Postavite pitanje na dnu teksta, a mi ćemo pokušati da odgovorimo na Vaša pitanja u najkraćem mogućem roku. Želite da nas bolje upoznate? Kliknite ovde >>

Napišite Vaš odgovor/pitanje