Surse de energie ale organismului uman

1. O nutritie sanatoasa intr-un corp sanatos

Orice organism viu este un sistem energetic. Cantitatea de energie primita de la mediu este egala cu cantitatea de energie consumata, plus acumularile. Daca acumularile sunt pozitive atunci acest organism va creste in greutate, daca acestea sunt negative va scadea in greutate. Intr-un organism sanatos este de dorit ca acumularile sa se mentina constante in timp.

Asemenea motorului de automobil, care, pentru a functiona are nevoie de carburanti (furnizeaza energie), lubrifianti (protejeaza motorul si asigura ungerea) si apa (asigura racirea) si organismul omului, pentru a functiona are nevoie de sursa de energie (care este asigurata de alimente), de substante de protectie (asigurate de vitamine, saruri minerale, fier, iod, acizi grasi nesaturati, etc.), de substante de racire (apa).

Daca motorul nu poate functiona decat in limita carburantului disponibil, nici omul nu poate munci decat in masura in care dispune de energia chimica furnizata de hrana absorbita. Omul are nevoie nu numai de energie sub forma de alimente, ci si de lichide pentru a mentine bilantul hidric la

nivelul normal. Consumul mediu de apa este evaluat la 35g/kg de greutate corporala (sau 2-2,5l/zi).

Apa continuta in alimente sau absorbita sub forma de bautura este eliminata in mod permanent prin rinichi si glandele sudoripare. Ceea ce corpul elimina nu este niciodata apa pura, ci intotdeauna un lichid incarcat cu deseuri (uree, clorura de sodiu si diversi alti metaboliti). Prin transpiratie, pe vreme rece, se evapora 250-1700 g apa. In cazul unei munci fizice dificile, prestata pe vreme uscata si calda, cantitatea de transpiratie poate atinge chiar 10-15 l in 24 ore. Pe aceasta cale, organismul combate de fapt supraincalzirea. Pentru evaporare se consuma o cantitate de caldura de 600 calorii pentru 1 l de sudoare. Daca aceasta caldura ar fi toata furnizata de corpul omenesc, temperatura lui ar cobori cu aproximativ 10 C.

Cu toate ca hrana contine o importanta cantitate de lichid (de exemplu, carnea 70-80%; painea 43%, fructele 85%; cartofii 78%; pastele fainoase 14%) aceasta nu este suficienta si trebuie completata, in functie de necesitatile individuale, cu 0,5-1 litru de lichid si chiar cu 1,5-2 litri in anotimpul cald cand pierderile de apa prin transpiratie sunt mai ridicate. Bauturile digestibile, cum sunt ceaiul, cafeaua sau supa, sunt indicate in acest scop.

Un regim alimentar rational cere ca substantele nutritive sa fie alcatuite dintr-o lista variata de alimente, iar rationalizarea regimului alimentar presupune si o justa repartizare pe mese a hranei zilnice.

Cunoasterea surselor si consumului de energie in organismul omului a principiilor alimentare, a fenomenelor fiziologice si a alimentatiei prezinta o mare insemnatate pentru alegerea solutiilor celor mai pertinente.

Degradarea moleculelor organice mentine constanta cantitatea de energie necesara corpului uman: aceasta cantitate variaza cu varsta, sexul si efortul depus de individ.

Tabelul 1. Variatia energiei

Cui se datoreaza aceste variatii ale cantitatii necesare de energie?

La copil aportul energetic variaza cu varsta. El depinde in mod egal de viteza de crestere a copilului si de activitatea fizica a acestuia. Variatia aportului in timpul cresterii se datoreaza formarii de tesuturi ale organismului.

La persoanele in varsta nevoia de energie este influentata si de diminuarea fortei masei musculare si reducerea activitatilor fizice.

Diferenta dintre barbati si femei este ca la barbati nevoia de energie este mai putin importanta pentru ca masa de tesut adipos este de cele mai multe ori mai mica decat la femei deci si energia necesara pentru arderea acestor grasimi este mai mica.

2. Glucide, lipide si proteine

Functionarea celulei pretinde o anumita energie, o cantitate variabila necesara indeplinirii functiilor acesteia. Exista diferite forme de stocare a energiei. Aceste surse, care sunt alcatuite in mare parte din alimente, permit furnizarea continua de energie catre toate celulele corpului.

Energia este preservata sub forma de:

Glucide (hidratii de carbon) - se gasesc in muschi si in ficat - constituie elementele principale ale alimentatiei vegetariene. Constituentul de baza este glucoza. Toti hidratii de carbon trebuie sa se descompuna in glucoza, pentru ca intestinul sa-I poata asimila.

Glucoza in sine este, deci, hidratul de carbon care cel mai bine asimilat si care degaja o cantitate importanta de energie.

Masurarea valorii energetice a glucozei. Aceasta se va face pe baza principiului calorimetriei. Se va pune o cantitate mica de glucoza in calorimetru si este arsa permitand astfel masurarea caldurii eliberate prin arderea ei.

C₆H₁₂O₆ + 6O₂ → 6CO₂ + 6H₂O

Energia eliberata: (2860 + 0) - (0+0)=2860 Kj

Reactia de oxidare elibereaza in totalitate energia continuta de glucoza, pentru ca produsii de reactie (O₂ si CO₂) au energia nula. Un mol de glucoza elibereaza 2860 kj,dar C₆H₁₂O₆= 180g/mol de unde rezulta ca 1 gram glucide = 2860/180 = 17Kj. Prin calcul asemantor rezulta:

Tabelul 2. Valorile energetice

Zaharul constituie unul din alimentele de baza ale omului. Valoarea lui alimentara este data de cantitatea mare de energie pe care o produce in organism si de rapiditatea si gradul in care se asimileaza. In timp ce 1 kg de paine neagra asigura organismului 2200 de calorii, iar 1 kg de carne de vaca 1500 de calorii, un kilogram de zahar asigura circa 4000 calorii. In organism zaharul se asimileaza in numai 15 minute de la consumare, in timp ce la alte alimente asimilarea se produce dupa 60 - 90 de minute.

Amidonul care se afla in toate vegetalele si in produsele care provin din ele (cereale, faina, paine, paste alimentare), precum si in ficat, intr-o combinatie chimica identica, este format din mai multe zaharuri de baza legate chimic.

Celuloza este elementul mai mult sau mai putin rigid al vegetalelor. Ea nu se gaseste numai in lemn ci si in partile fragede ale plantei. Celuloza inveleste substanta moale, adesea lichida, pe care o contine celula. Desi celuloza este un hidrat de carbon, ea nu are valoare nutritiva, constituind o substanta balast.

Lipidele (grasimile) sunt substante organice produse atat in regnul animal - il stocheaza in tesutul subcutant, in epiploon sau in jurul organelor interne - cat si in ce vegetal - plantele il acumuleaza in jurul elementelor reproducatoare. Din cele mai vechi timpuri grasimile si-au gasit diferite intrebuintari in alimentatie, medicina, industrie.

Valoare energetica a lipidelor este de doua ori mai mare decat a proteinelor si a glucidelor. Ele se descompun din acizi grasi si glicerina. Bila transforma grasimile insolubile in grasimi solubile prin descompunerea acizilor grasi, conditie indispensabila a trecerii lor in sange.

Tabel 3. Continutul de substanta de rezerva in semintele oleaginoase si amidonoase

Proteinele sunt, din punct de vedere chimic, compusi macromoleculari naturali, cu structura polipeptidica, care prin hidroliza formeaza α-amino acizi. Ele contin pe langa carbon, hidrogen, oxigen, azot, sulf, potasiu si halogeni. Denumirea de proteine vine din limba greaca, proteias insemnand primar. Alaturi de glucide si lipide, ele furnizeaza energie pentru organism, dar ajuta si la refacerea tesuturilor lovite. Proteinele au deci un rol plastic important. Pe langa acestea, ele intra in structura tuturor celulelor, si ajuta la cresterea si refacerea acestora. Unii hormoni contin proteine, acestea avand rol in reglarea activitatii organismului. Patricipa la formarea anticorpilor, ajutand la debarasarea de toxine si microbi. Formarea unor enzime si fermenti necesita prezenta proteinelor, si nu in ultimul rand, ele participa la formarea dioxidului de carbon, a apei, prin aportul energetic rezultat din arderea lor.

Alimentatia zilnica contine un amestec de aminoacizi. Din acest amestec, majoritatea aminoacizilor pot fi sintetizati de organism, dar 8 dintre ei pot fi introdusi in organism numai prin alimentatie.

Prin alimentatie, in organism sunt introduse proteine ce provin din 2 surse: vegetala si animala. Cele de origine animala (carne, lapte, oua), care sunt indispensabile intr-o alimentatie rationala, prezinta avantajul ca sunt bogate in proteine, dar, dezavantajul ca sunt scumpe, se realizeaza cu un consum mare de produse vegetale si sunt deficitare din punct de vedere cantitativ. Cele de origine vegetala (cereale, seminte oleaginoase si leguminoase), sunt cele mai ieftine, deci disponibile in cantitatea cea mai mare pentru populatia globului.

Unele proteine vegetale pot inlocui cu succes proteinele animale, de exemplu proteinele din carne pot fi inlocuite de soia. Semintele de plante oleaginoase dau de asemenea procente ridicate de proteine: floarea-soarelui, arahide, bumbacul.

Enzimele sunt proteine speciale ce intermediaza sau acclereaza toate reactiile chimice din corpul uman. Corpul uman are nevoie de 3 mari retele enzimatice:

Enzimele din alimente, care se gasesc in majoritatea hranei vegetale organice proaspete. Acestea joaca un rol important in procesul digestiei. Din pacate, gatirea, conservarea, depozitarea si combinerea cu produse chimice diminueaza sau distrug potentialul enzimatic al hranei noastre.

Enzimele metabolice, care sunt esentiale pentru toate functiile corpului precum productia de noi enzime, reciclarea, detoxifierea, imunitatea.

Enzimele digestive, care sunt secretate prin tubul digestiv. Acestea hidrolizeaza sau descompun hrana pe care o consumam in particule suficient de mici pentru a putea fi folosite de corp.

Potentialul enzimatic: o resursa limitata. Potentialul enzimatic este capacitatea de a produce enzime. Acest potential, primit la nastere, este limitat si exhaustiv. Calitatea si durata de viata a individului depinde de felul in care isi foloseste potentialul enzimatic. Aproximativ 230.000 celule sunt create in fiecare secunda, adica aproape 20 bilioane zilnic. Fiecare transformare celulara necesita sute de pasi biochimici, care nu pot fi indepliniti corect fara enzimele metabolice. Din pacate, proastele noastre obiceiuri de a manca ne epuizeaza potentialul enzimatic. Mai mult, acestea ingreuneaza regenerarea si capacitatea de protectie a corpului si vor continua sa faca acest lucru la fiecare masa de la care lipsesc enzimele. De fiecare data cand consumam mancaruri gatite cu deficit enzimatic, cantitatea de globule albe (leucocite) a corpului creste la fel ca atunci cand suntem bolnavi sau infectati cu un virus sau o bacterie. In capul listei cu astfel de hrana se afla bauturile racoritoare, conservele cu carne, produsele zilnice cu indulcitori si produsele din faina alba

Sucurile digestive descompun proteinele alimentare in aminoacizii. In afara de rolul lor in formarea proteinelor, anumiti aminoacizi indeplinesc in organismul animal unele functiuni fiziologice specifice sau sunt precursori ai unor compusi cu rol esential in functionarea organismului. Glicocolul este precursor al sarcosinei si al creatinei, care sub forma fosfatului, fosfocreatinei sau acidului creatinfosforic, constituie rezerve de energie ale organismului. Aminoacizii sunt precursorii aminelor biogene si ai aminoalcoolilor, substante cu rol fiziologic de mare importanta pentru buna functionare a organismului.

Tabelul 4. Raportul glucide/lipide/proteine

3. Saruri minerale, metale, oligoelemente

Sarurile minerale sunt foarte necesare omului, deoarece intra in compozitia celulelor, a sangelui si a limfei, ele participand la porcesul de metabolism. In compozitia organismului uman intra saruri minerale de calciu, fosfor, potasiu, sulf, sodiu, magneziu, fier si cantitati neinsemnate de iod, brom, cupru, aluminiu, mangan, etc.

Oligoelementele sunt constituenti ponderabili minori, descoperiti prin cercetari moderne alaturi de constituentii majori, care pana atunci, erau considerati singurele elemente necesare formarii si echilibrului organismelor vegetale si animale.

Multa vreme s-a crezut ca materia vie este compusa exclusiv din douasprezece elemente, zise "plastice": azot, calciu, carbon, clor,hidrogen, magneziu, oxigen, fosfor, potasiu, siliciu, sodiu si sulf. Acestea alcatuiesc 99,9% din masa corpului.

Ulterior, analize mai perfectioniste au distins, alturi de acestea, inca vreo douazeci care, in ciuda cantitatii reduse (circa doua miimi) sunt indispensabile vietii. Este vorba de anumiti metaloizi - arsenic, bor, brom, fluor, iod - sau metale - aluminiu, cobalt (0,000004%), cupru(0,0004%), cositor, fier, molibden, magneziu, nichel, plumb, titan, zinc - care o vreme au fost socotite niste

"impuritati".

Vitaminele

Vitaminele sunt substantele indispensabile vietii, ele regland metabolismul. Ele sunt constituite din compusii organici sintetizati in cea mai mare parte de catre plante. Lipsa lor din alimentatia omului include si lipsa de energie si duce la anumite tulburari sau imbolnaviri.

Tabel 5. Carente produse de lipsa vitaminelor din organismul uman

Legenda: X - sensibil

XX - foarte sensibil

─ rezistent

Glosar

Acid creatinfosforic - compus al creatinei cu acidul fosforic, prezent in tesutul muscular, care constituie o sursa de energie in contractia musculara

Amina - substanta chimica organica. Poate fi considerata ca derivat al amoniacului, obtinuta prin inlocuirea unui atom sau a mai multor atomi de hidrogen cu radicali organici.

Calorimetru - aparatul cu ajutorul caruia se masoara cantitatea de caldura schimbata de caldura cu mediul.

fig 1. Calorimetru cu variatie de temperatura

A- agitator (pentru uniformizarea temperaturii)

T- termometru

C- corpul care cedeaza caldura

Creatina - substanta proteica cu rol important in metabolismul contractiei musculare.

Epiploon - ligamentul peritoneal care uneste viscerele, permitandu-le o miscare limitata.

Ester - compus chimic rezultat dintr-un alcool si un acid organic sau un anorganic oxigenat prin eliminarea de apa.

Fosfocreatina - compus organic cu rol important in contractia musculara.

Gliceride - esteri ai glicerinei cu acizii alifatici.

Glicocol (gr. Glykys = dulce; colla = clei)- aminoacid alifatic saturat, solubil in apa si alcool, cu un gust usor dulceag. Este folosit in analiza chimica si ca medicament in tratarea distrofiei musculare. Glicina; acid aminoacetic.

Hidroliza - reactie chimica in care actiunea apei sau a ionilor sai conduce la transformarea unei substante in molecule mai mici.

Metabolic - care se refera la metabolism.

Peptide - compusi chimic, alcatuiti din doi sau mai multi aminoacizi, constituind trepte intermediare in sinteza lanturilor proteice complexe.

Polipeptide - substante chimice compuse din mai multe peptide.

Sarcosina - compus chimic de natura glicocolica prezent in muschi, produs prin descompunerea creatinei musculare.