Anatomie și fiziologie II

Mâncați periodic pe parcursul zilei; cu toate acestea, organele dumneavoastră, în special creierul, au nevoie de un aport continuu de glucoză. Cum răspunde organismul la această cerere constantă de energie? Organismul dumneavoastră procesează alimentele pe care le consumați atât pentru a le utiliza imediat, cât și, ceea ce este important, pentru a le stoca ca energie pentru solicitări ulterioare. Dacă nu ar exista o metodă de a stoca excesul de energie, ar trebui să mâncați în mod constant pentru a satisface cererile de energie. Există mecanisme distincte pentru a facilita stocarea energiei și pentru a face disponibilă energia stocată în perioadele de post și înfometare.

Starea de absorbție

Starea de absorbție, sau starea de alimentație, are loc după o masă, când organismul dumneavoastră digeră alimentele și absoarbe substanțele nutritive (catabolismul depășește anabolismul). Digestia începe în momentul în care puneți mâncarea în gură, deoarece alimentele sunt descompuse în părțile lor constitutive pentru a fi absorbite prin intestin. Digestia carbohidraților începe în gură, în timp ce digestia proteinelor și a grăsimilor începe în stomac și în intestinul subțire. Părțile constitutive ale acestor carbohidrați, grăsimi și proteine sunt transportate prin peretele intestinal și intră în fluxul sanguin (zaharuri și aminoacizi) sau în sistemul limfatic (grăsimi). Din intestine, aceste sisteme le transportă la ficat, la țesutul adipos sau la celulele musculare care vor prelucra și utiliza, sau stoca, energia.

În funcție de cantitățile și tipurile de nutrienți ingerate, starea de absorbție poate persista până la 4 ore. Ingestia de alimente și creșterea concentrației de glucoză în sânge stimulează celulele beta pancreatice să elibereze insulină în sânge, unde aceasta inițiază absorbția glucozei din sânge de către hepatocitele hepatice și de către celulele adipoase și musculare. Odată ajunsă în interiorul acestor celule, glucoza este imediat transformată în glucoză-6-fosfat. În acest fel, se stabilește un gradient de concentrație în care nivelurile de glucoză sunt mai ridicate în sânge decât în celule. Acest lucru permite ca glucoza să continue să se deplaseze din sânge către celulele unde este necesară. Insulina stimulează, de asemenea, stocarea glucozei sub formă de glicogen în ficat și în celulele musculare, unde poate fi utilizată pentru nevoile energetice ulterioare ale organismului. Insulina promovează, de asemenea, sinteza proteinelor în mușchi. După cum veți vedea, proteinele musculare pot fi catabolizate și folosite ca și combustibil în perioadele de înfometare.

Dacă energia este exercitată la scurt timp după ce se mănâncă, grăsimile și zaharurile alimentare care tocmai au fost ingerate vor fi procesate și folosite imediat pentru energie. În caz contrar, glucoza în exces este stocată sub formă de glicogen în ficat și în celulele musculare, sau sub formă de grăsime în țesutul adipos; grăsimile alimentare în exces sunt, de asemenea, stocate sub formă de trigliceride în țesuturile adipoase. Figura 1 sintetizează procesele metabolice care au loc în organism în timpul stării de absorbție.

Starea de postabsorbție

Starea de postabsorbție, sau starea de post, apare atunci când alimentele au fost digerate, absorbite și stocate. În mod obișnuit, postiți peste noapte, dar și săritul peste mese în timpul zilei pune organismul dumneavoastră în starea postabsorbtivă. În timpul acestei stări, organismul trebuie să se bazeze inițial pe glicogenul stocat. Nivelul de glucoză din sânge începe să scadă pe măsură ce aceasta este absorbită și utilizată de celule. Ca răspuns la scăderea glucozei, scade și nivelul de insulină. Stocarea glicogenului și a trigliceridelor încetinește. Cu toate acestea, din cauza solicitărilor țesuturilor și organelor, nivelul glicemiei trebuie menținut în intervalul normal de 80-120 mg/dl. Ca răspuns la o scădere a concentrației de glucoză din sânge, hormonul glucagon este eliberat de celulele alfa ale pancreasului. Glucagonul acționează asupra celulelor hepatice, unde inhibă sinteza de glicogen și stimulează descompunerea glicogenului stocat înapoi în glucoză. Această glucoză este eliberată din ficat pentru a fi utilizată de țesuturile periferice și de creier. Ca urmare, nivelul glicemiei începe să crească. Gluconeogeneza va începe, de asemenea, în ficat pentru a înlocui glucoza care a fost folosită de țesuturile periferice.

După ingestia de alimente, grăsimile și proteinele sunt procesate așa cum a fost descris anterior; cu toate acestea, procesarea glucozei se schimbă puțin. Țesuturile periferice absorb preferențial glucoza. Ficatul, care în mod normal absoarbe și procesează glucoza, nu va face acest lucru după un post prelungit. Gluconeogeneza care a fost în curs de desfășurare în ficat va continua după post pentru a înlocui depozitele de glicogen care au fost epuizate în ficat. După ce aceste depozite au fost refăcute, excesul de glucoză care este absorbit de ficat va fi transformat în trigliceride și acizi grași pentru stocarea pe termen lung. Figura 2 rezumă procesele metabolice care au loc în organism în timpul stării postabsorbtive.

Stare de inaniție

Când organismul este privat de hrană pentru o perioadă lungă de timp, acesta intră în „modul de supraviețuire”. Prima prioritate pentru supraviețuire este de a asigura suficientă glucoză sau combustibil pentru creier. A doua prioritate este conservarea aminoacizilor pentru proteine. Prin urmare, organismul folosește cetonele pentru a satisface nevoile energetice ale creierului și ale altor organe dependente de glucoză și pentru a menține proteinele din celule. Deoarece nivelurile de glucoză sunt foarte scăzute în timpul înfometării, glicoliza se va opri în celulele care pot folosi combustibili alternativi. De exemplu, mușchii vor trece de la utilizarea glucozei la cea a acizilor grași ca și combustibil. După cum s-a explicat anterior, acizii grași pot fi transformați în acetil CoA și prelucrați prin ciclul Krebs pentru a produce ATP. Piruvatul, lactatul și alanina din celulele musculare nu sunt transformate în acetil CoA și utilizate în ciclul Krebs, ci sunt exportate în ficat pentru a fi utilizate în sinteza glucozei. Pe măsură ce înfometarea continuă și este nevoie de mai multă glucoză, glicerolul din acizii grași poate fi eliberat și utilizat ca sursă pentru gluconeogeneză.

După câteva zile de înfometare, corpii cetonici devin principala sursă de combustibil pentru inimă și alte organe. Pe măsură ce înfometarea continuă, acizii grași și depozitele de trigliceride sunt folosite pentru a crea cetone pentru organism. Acest lucru împiedică descompunerea continuă a proteinelor care servesc ca surse de carbon pentru gluconeogeneză. Odată ce aceste rezerve sunt complet epuizate, proteinele din mușchi sunt eliberate și descompuse pentru sinteza glucozei. Supraviețuirea generală depinde de cantitatea de grăsimi și proteine stocate în organism.

Revizuirea capitolului

Există trei stări metabolice principale ale organismului: de absorbție (alimentat), postabsorbție (post) și înfometare. Pe parcursul oricărei zile, metabolismul dumneavoastră trece de la starea de absorbție la cea de postabsorbție. Stările de înfometare apar foarte rar la persoanele în general bine hrănite. Atunci când organismul este hrănit, glucoza, grăsimile și proteinele sunt absorbite prin membrana intestinală și intră în fluxul sanguin și în sistemul limfatic pentru a fi utilizate imediat drept combustibil. Orice exces este stocat pentru etapele ulterioare de post. Pe măsură ce nivelul de glucoză din sânge crește, pancreasul eliberează insulină pentru a stimula absorbția glucozei de către hepatocitele din ficat, celulele/fibrele musculare și adipocitele (celulele adipoase) și pentru a promova transformarea acesteia în glicogen. Pe măsură ce începe starea de postabsorbție, nivelul de glucoză scade și există o scădere corespunzătoare a nivelului de insulină. Scăderea nivelului de glucoză declanșează pancreasul să elibereze glucagon pentru a opri sinteza glicogenului în ficat și a stimula descompunerea acestuia în glucoză. Glucoza este eliberată în fluxul sanguin pentru a servi ca sursă de combustibil pentru celulele din tot corpul. Dacă depozitele de glicogen sunt epuizate în timpul postului, sursele alternative, inclusiv acizii grași și proteinele, pot fi metabolizate și utilizate ca și combustibil. Când organismul intră din nou în starea de absorbție după post, grăsimile și proteinele sunt digerate și utilizate pentru a reface depozitele de grăsimi și proteine, în timp ce glucoza este procesată și utilizată mai întâi pentru a reface depozitele de glicogen din țesuturile periferice, apoi în ficat. Dacă postul nu este întrerupt și începe să se instaleze înfometarea, în primele zile, glucoza produsă prin gluconeogeneză este încă utilizată de creier și organe. Cu toate acestea, după câteva zile, corpii cetonici sunt creați din grăsimi și servesc ca sursă de combustibil preferențială pentru inimă și alte organe, astfel încât creierul poate folosi în continuare glucoza. Odată ce aceste rezerve sunt epuizate, vor fi catabolizate mai întâi proteinele din organele cu rotație rapidă, cum ar fi mucoasa intestinală. Mușchii vor fi cruțați pentru a preveni irosirea țesutului muscular; cu toate acestea, aceste proteine vor fi utilizate dacă nu sunt disponibile depozite alternative.

Autoverificare

Răspundeți la întrebarea (întrebările) de mai jos pentru a vedea cât de bine ați înțeles subiectele abordate în secțiunea anterioară.

Glosar

stare de absorbție: numită și stare de alimentație; stare metabolică ce apare în primele ore după ingerarea alimentelor, în care organismul digeră alimentele și absoarbe substanțele nutritive
forma de glicogen pe care glucoza o ia atunci când este depozitată

insulină: hormon secretat de pancreas care stimulează absorbția glucozei în celule

.