METABOLISM ENERGETIC.

TERMOREGLARE

Cuprins• I. 1. Aliment – definitie, ratie alimentara. Comportament alimentar

2. Foamea3. Satietate4. Reglarea aportului alimentar – pe termen scurt si lung 5. Tulburarile aportului alimentar

• II Metabolismul Energetic: Cheltuilelile energetice ale organismuluiMetabolismul Bazal. Definitie. Principii de determinare.

• III Termoreglare1. Organisme poikiloterme/homeoterme2. Temperatura corpului uman3. Modalitati de transfer de caldura intre corp - mediu4. Rolul glandelor sudoripare. Aclimatizarea procesului de

transpiratie. 5. Echilibrul termic. 6. Centrul termoreglarii. Mecanismele termoreglarii. 7. Termogeneza. 8. Termoliza. 9. Patologia termoreglarii.

I. Aliment. Ratie alimentara. Comportamentalimentar

Aliment : substanta ingerata capabila sa asigure energia necesaraproceselor de crestere si mentinere, care acopera cheltuielileenergetice.

APORT ENERGETIC = CHELTUIALA ENERGETICA

pentru a mentine stabila greutatea corporala

Aport alimentar => absorbtie alimentara => aport energetic. -Proteine : 92% absorbtie - oxidare 1 gr -> CO2 + H2O + uree = 4,35

Cal.

-Glucide : 98% absorbtie – oxidare 1 gr -> CO2+ H2O = 4,1 Cal.

-Lipide : 95% absorbtie – oxidare 1 gr -> CO2 + H2O = 9.3 Cal.

I. Aliment. Ratie alimentara. Comportamentalimentar

Metode de determinare a consumului de:

I. Proteine: excretia de nitrogen: 1 proteina contine 16% nitrogen

II. Glucide si lipide: coeficient respirator: productie CO2/ utilizare O2

I. Aliment. Ratie alimentara. Comportament alimentar

Necesar zilnic:

- Proteine : zilnic se degradeaza 20-30 gr. -> aport minim de 30-50 gr.

- Lipide si glucidele economisesc proteinele.

- Valori plasmatice care reflecta statusul nutritional

I. Aliment. Ratie alimentara. Comportamentalimentar

Ratia alimentara este cantitatea de alimente care satisface necesitatileenergetice in macronutriente (proteine, lipide, glucide)

micronutriente (vitamine, minerale) -

apa

12% proteine (carne, peste, oua)30-35% lipide (unt , margarina, ulei)53-58% carbohidrati (max 10% glucide rapide- zahar, rafinate)Necesar minerale: fier, cobalt, iod, zinc, cupru, cromNecesar vitamine: liposolubile (A,D,K, E) si hidrosolubile (B, C).

Vitamina: compus organic alimentar necesar sanatatii si cresterii fara a fi implicat in furnizarea de energie.

Deficiente si intoxicatii

I. Aliment. Ratie alimentara. Comportament alimentar

• Alimentatia este procesul prin care organismulpreia din mediul inconjurator substante nutritive pe care le transforma pentru a-si asiguradesfasurarea normala a proceselor metabolice.

• Roluri : 1. Energetic: 2. Plastic: 3. Functional:

I. Aliment. Ratie alimentara. Comportamentalimentar

Comportamentul alimentar variaza in functiede : -

- varsta

- sex

- stare de sanatate

- tipul efortului depus zilnic

Trebuie sa respecte bioritmul corpului

I. Aliment. Ratie alimentara. Comportamentalimentar

Comportamentul alimentar: totalitatea actelor voluntare interprinsein vederea producerii, procurarii si a prelucrarii alimentelor in scopulsatisfacerii motivatiei alimentare.

Instinct alimentar: proces psihologic fundamental, universal, innascut, genetic.

Genereaza foamea care va motiva organismul sa procure si sa ingerealimente. Exista 3 tipuri de foame:

- fundamentala nespecifica- specifica/apetit pentru ceva anume conform unei carente- gastronomica.

II. Foamea si Satietatea

FOAME ≠ SATIETATE Ambele senzatii sunt controlate de catre centrii hipotalamici : Centrul foamei: nucleii hipotalamici lateraliCentrul satietatii: nucleii ventromediali –Alti centrii relevanti: •Paraventricular : leziuni-> + aport alimentar•Nucleii dorsomediali: leziuni-> - aport alimentar•Nucleul arcuat: reglare umorala aport vs. cheltuiala

II. Foamea si Satietatea

HIPOTALAMUS

TRACT GASTROINTESTINAL SANGE

HORMONIGASTROINTESTINALI

CORTEX

HORMONII TESUTULUIADIPOS

Semnale nervoase

Informatie senzorialaDespre umplerea gastrica

Semnale chimiceAa, glucoza, acizi grasi

Informatia satietatii

INFLUENTAREA COMPORTAMENTULUI ALIMENTAR

III. Reglarea aportului alimentar sidepozitarea de energie

La nivel hipotalamic:

Nucleul arcuat

- ANOREXIGEN: neuroni POMC: produc α-MSH si CART(cocaineand amphetamine related transcript)

-OREXIGEN: neuronii NPY si AGRP (agouti related protein – inhibaα-MSH si legarea la receptorul MCR).

Pe acesti neuroni actioneaza hormonii leptina, insulina, ghrelina, CCK.

Nucleul paraventricular: receptorii melanocortinici: MCR-4 si

MCR-3

Reglarea aportului alimentar si depozitareade energie

Guyton ed 10. pag 869

Reglarea aportului alimentar si depozitareade energie

Reglarea aportului alimentar

Reglarea cantitatii ingerate – 2 moduri

A. Reglare pe termen scurt: previne supraalimentarea la o masa.

B. Reglarea pe termen lung: mentinerea depozitelor energetice in corp.

A. Prin mecanisme scurte de feedback

• distensia gastrica – nerv X

• Factorii “orali” : masticatie, salivatie, deglutitie

• umoral – CCK, PYY, Glucagon-like peptid

• umoral: ghrelina

Secretata de celulele oxintice si putin de intestinale, are un nivelplasmatic crescut in inanitie si scade postprandial.

+ satietate

+ aport

Reglarea aportului alimentar

B. Mecanism corelat cu starea nuritionala a corpului - 3 factori decizivi:

(1) teoria glucostatica/aminostatica/lipostatica : (2) Temperatura – corelatii hipotalamice intre centre:(3) Feedback tesut adipos: leptina.

Leptina cu un nivel crescut plasmatic -> hipotalamus-> actiuni pereceptor:

a) Scade NPY si AGRPb) Activeaza neuronii POMC -> cresc sinteza de α-MSH c) Creste sinteza de CRH d) Creste activitatea simpaticae) Scade secretia pancreatica de insulina

Factorii hipotalamici de control ai apetitului

Tulburarile aportului alimentar

1. Obezitate : aport energetic >>>> cheltuiala energetica. IMC = greutate (kg) / inaltime 2 (m)21- 24: normoponderal25-29: supraponderal>30 : obez

Masurarea procentului de grasime: < 25% la barbati si <35% la femei.

Obezitate hiperplazica: cresterea nr. de adipociteObezitate hipertrofica: cresterea volumului adipocitar.

Tulburarile aportului alimentar

1. Inanitie, anorexie, casexie

Inanitie: pierdere extrema in greutate cauzate de anormalitatihipotalamice

Anorexie : scadere dramatica a aportului alimentar si pierdereaapetitului.

Casexie: “wasting syndrome” – aferent patologiilor in stadiuinaintat, neoplazme, SIDA

RATA METABOLICA – Metabolism Energetic si Bazal

A. Consumul Energetic Celular

B. Rata Metabolica

C. Metabolism Energetic

D. Metabolism Bazal

Consumul Energetic Celular

• ATP: moneda metabolica

Roluri:

- Sinteza (proteica, glucidica, acizi grasi, colesterol, fosfolipide, uree, hormoni)

- Energie musculara pt contractie

- Transport activ membranar – transport de electroliti antigradient.

- Secretie glandulara

- Conductanta nervoasa

Consumul Energetic Celular

• Depozitat in celula sub forma de fosfocreatina.

• ADP + fosfocreatina creatina + ATP

• Traseul alimentelor in organism ca substrat energetic

Rata Metabolica

• Metabolism = toate reactiile chimice din toate celulele organismului

• Rata metabolica= rata eliberarii de caldura in timpul reactiilor chimice.

produs final al energiei eliberate.

ALIMENT ---------------> ATP -------------> SISTEME FUNTIONALE CELULARE

35% devine caldura 30% devine caldura 30% ramasi ca energie

Energia eliberata din alimente/consumata de procese

Unitate de masura: CALORIA :

Metabolism Energetic

• APORT ENERGETIC = CHELTUIALA ENERGETICA

Prin:

- Metabolism bazal = functie metabolica bazala

- Activitati fizice diverse = 25% din totalul heltuielii

- Digestie, Absorbtie, Procesare a alimentelor

- Mentinerea t° organismului

Metabolism energetic

Metabolism Bazal

• Rata metabolismului bazal = cheltuiala energetica minim necesara pentru existenta, energie folosita la reactiile chimice din ativitatea inimii, SNC, renal etc.

• RMB 50-70% din cheltuiala energetica zilnica.

• Variaza fiziologic in functie de :

- Suprafata corporala, inaltime

- Masa musculara/ tesut adipos

- Varsta

- Sex

- Ritm circadian: somn

- Reglare hormonala

Variatii patologice-Febra-Malnutritie

Metabolism Bazal

Influenta hormonilor asupra RMB:1. Hormonii tiroidieni2. Hormonii androgeni3. STH-ul

• Metoda indirecta de determinare a RMB: calorimetrie indirecta cu

spirometrul.

Metabolism Bazal

• Valoarea medie a unui barbat de 70 kg: 65-70 Cal/h, corectatacu suprafata corporala (inaltime x kg) si se compara cu o valoare standard in functie de sex, varsta, greutate, inaltime.

Activitatea fizica

• Creste productia de caldura prin contractie musculara cu 20-50X normalul.

• Include postura corporala si tonicitatea musculara – aprox. 7% zilnic

• Depinde de comportamentul zilnic, stilul de viata, conditiile de munca etc.

Efectul termogenic al alimentelor

• Procesele de digestie, absorbtie si procesare includ

consum de energie si eliberare de caldura.

• 8% din cheltuiala energetica zilnica

• Depind de substratul alimentar consumat : CH, Lipide, Proteine

• Actiunea dinamica a proteinelor

Mentinerea t° organsimului

• Termogeneza “non shivering” / non frison

• Non frison: stimulare a SNS cu descarcare de adrenalina sinoradrenalina => cresterea activitatii metabolice

• Mecanismul producerii de caldura in tesutul adipos “brown fat”:

• “brown fat” : +++ mitocondrii, +++ globule mici de grasime

• Prin fosforilare oxidativa necuplata, astfel la stimularesimpatica mitoondria va produce caldura si nu ATP.

• La adult < 15%, la nou nascut mai multa.

Metabolism energetic si bazal

TERMOREGLARE

• I. Organisme poikiloterme/homeoterme

Nevertebrate: nu isi ajusteaza t° corpului la mediu => depinde de mediu

Vertebrate: au mecanisme de reglare (=mentinere si ajustare) a t°organismului

-> rudimentare, “cu sange rece”, poikiloterme

-> complexe, “cu sange cald”, homeoterme

Termoreglare

• Temperatura corpului

- Depinde de specie

- Depinde de individ

- Depinde de fiecare organ in parte/ componenta anatomica a corpului:

1. t° orala normala = 37° C

2. Extremitatile sunt mai reci

3. t° rectala = t° interna, nu variaza cu mediul, este cu 0,5° C > t°orala.

4. t° cutanata, a tegumentelor = t° externa

Termoreglare

- t interna: fluctueaza circadian cu 0,5°-0,7° C

la femei fluctueaza lunar

variaza cu varsta

variaza cu starea emotionala

variaza cu RM

variaza cu activitatea fizica

hipertermie constitutionala cronica

Termoreglare – Echilibrul Termic

Corpul pentru a functiona normal are nevoie de o temperaturaconstanta.

- t° optima de actiune enzimatica etc –

t° corpului uman este mentinuta printr-o permanenta balanta intre

productia de caldura = pierderile de caldura

termogeneza = termoliza

Termoreglare- Productia de caldura -

Caldura – principalul produs secundar al metabolismului

- MB

- Activitate musculara, inclusiv frison

- Tiroxina si metabolismul

- SNS si metabolismul celular

- Cresterea activitatii chimice intracelular

- Efectul termogenic alimentar

Termoreglare- Productia de caldura -

Termoreglare- Pierderile de caldura -

Au loc la nivel tegumentar.

Depind de – a) conductanta caldurii de la organe -> tegumente

- b) conductanta caldurii tegument ->mediu inconjurator.

a) CONDUCTANTA TISULARA= rata de transfer al caladurii de la tesut spre tegument.

Este crescuta prin fluxul sangvin =>transfer de caldura prinpatul vascular : vasoconstrictie ------------ vasodilatatie crestede 8 x.

Termoreglare- Pierderile de caldura -

• Impactul +/- al SNS asupra arteriolelor si anastomozelor arterio-venoase => plexurivenoase ale sistemului cutanat.

Termoreglare- Pierderile de caldura -

b) Procese de pierdere a caldurii la nivel epidermic.

- Radiatie : transferul caldurii prin raze infrarosiielectromagnetice de la un obiect la altul (cu t° diferita) care nuvin in contact.

- Conductanta : transferul caldurii intre substante/obiecte de t diferita care vin in contact prin intermediul transferului de energie termica la coliziunea moleculara.

15% din caldura corpului se pierde in contact cu aerul.

Termoreglare- Pierderile de caldura -

b) Procese de pierdere a caldurii la nivel epidermic.

- Convectie : transferul de caldura prin miscarea moleculara in directie opusa suprafetei de contact (vant, apa)

- Evaporare : evaporarea a 1 gr H2O=> pierderea a 0,6 kcal.

are loc la nivel epidermic si al mucoaseirespiratori/bucale (necontrolata) dar si prin sudoratie(controlata prin rata)

importanta marita cand t° aerului > t° corpului => corpul preia prin conductanta si radiatie caldura din mediu.

Termoreglare- Pierderile de caldura -

Termoreglare- Pierderile de caldura -

• Toate procesele prin care se pierde caldura variaza in functie de t°mediului.

• La 21° C : Pierderi calorice % de pierdere

Radiatie&Conductanta 70%

Evaporarea sudoratiei 27%

Respiratie 2%

Urina&fecale 1%

La cresterea temperaturii mediului (apropiata de t corpului)Radiatia scade, Evaporarea creste.

Mecanismele de reglare a t°

• prin feedback negativ din centrii hipotalamici termoreglatori

Vegetative

Somatice

Endocrine

Comportamentale

• control anticipator

Mecanismele de reglare a t°

• Centrele termoreglarii:

1. Hipotalamus anterior : aria preoptica :neuroni senzitivi la cald ->

->cresc termoliza si scad termogeneza la t° crescute.

2. Hipotalamusul posterior – corpii mamilari ->

Scad termoliza (si inhiba sudoratia) si cresc temogeneza la t° scazute.

1. a. prin stimularea neuronilor hipotalamici se stimuleaza liza :

- Vasodilatatie cutanata

- Sudoratie

- poate creste si frecventa respiratorie

b. scade geneza prin inhibarea frisonului, anorexie, apatie, inertie.

c. lezarea ariei duce la hipertemie (43 C rectal)

Mecanismele de reglare a t°

2. a. prin stimularea hipotalamusului posterior creste geneza prin-frison,tremor – centrul motor primaral frisonului : raspunsinvoluntar al musculatuii scheletice-Creste putin TSH -Foame-Creste activitatea voluntara – semiconstient-Creste secretia de adrenalina si noradrenalina ( actiune pe“brown fat”).

b. Scade liza prin: -Vasoconstrictie cutanata (catecolamine) -Pozitia de ghemuire/fetus -Contractia musculaturii piloerectoare a foliculului de par : “oripilare”

c. Prin lezare corpul ajunge sa preia t° mediului.

Mecanismele de reglare a t°

• Aferente:

Hipotalamusului integreaza informatia de la receptori senzoriali(mai ales la rece) din :

- 20% epiderm/tegumentar : receptori de rece si cald

- 20% din tesutul visceral si intern profund

- 20% din portiuni extrahipotalamice

- 20% Spinal

- 20% Hipotalamic

Termoreglare

SET- POINT intern: 37,1 C = toate mecanismele de control si reglarelucreaza sinergic pentru a mentine acest Set-Point.

A) Reglare subconstienta

B) Reglare constienta: control comportamental : o temperaturainterna crescuta va genera senzatia de cald => disconfort => cautarea unui mediu racoros.

C) Reflexe cutanate locale termice

Glandele sudoripare. Reglarea sistemului nervos autonom. Aclimatizare

Glandele: structura tubulara cu acin siduct

-O secretie primara : acinara, stimulata de fibre nervoase simpatice colinergice. Cu o compozitie similara cu a plasmei

-Secretia ductala presupune procese masive de reabsorbtie electrolitica si astfel urmeaza osmotic si apa. -Sodiu si clor ajung la valori de 5mEq/L la o secretiecu rata scazuta. - Concentratii crescute de potasiu, uree, acid lactic.

Glandele sudoripare. Reglarea sistemului nervos autonom. Aclimatizare

• La stimulare crescuta -> volum mare de sudoare primara=>

• Procesele de reabsorbtie vor fi depasite cantitativ->

• Sodiu si clor ajung la valori de pana la 50-60 mEq/L.

• Acidul lactic, ureea in concentratie doar moderat crescuta.

Glandele sudoripare. Reglarea sistemului nervos autonom. Aclimatizare

• Aclimatizarea presupune:

- Dublare a ratei maximale de sudoratie termoliza crescuta de 10 ori prin evaporare.

- Cresterea secretiei de aldosteron pentru a creste reabsorbtia de NaCl

- Implicit, cresterea volumului plasmatic.

Patologia termoreglarii

• FEBRA

• HIPERTERMIE MALIGNA

• HIPOTERMIE

• DEGERATURI

Patologia termoreglarii

FEBRA : Temperatură ridicată a corpului, care constituie reacția organismului la un agent infecțios, toxic etc.

La organismele homeoteme mecanismele temoreglarii vor raspunde la un Set-Point dereglat/ peste normal, > 37° C.

Patologia termoreglarii

• Patogeneza:

Patologia termoreglarii

• Benefica prin distrugerea t optime de crestere a microorganismelor si stimulareaproductiei de anticorpi dar o t° interna prelungita > 41°C va duce la afectarecerebrala si moarte.

• Simptomatologie

• FRISON –FLUSH –

• HIPERPIREXIE - degenerare parenchim,

hemoragii locale.

- ameteli, varsaturi, delir, pierderea constientei

Patologia termoreglarii

• HIPOTERMIE : la t° foarte scazuta a organismului, atattegumentar cat si intern procesele fiziologice si metaboliceincetinesc.

- Frecventa cardiaca si respiratorie scazuta

- TA joasa -> somnolenta -> pierderea starii de constienta -> coma

Patologia termoreglarii

La t° rectala de 28 ° C => abilitatea endogena de a creste proceselede termogeneza se pierde, dar organismul continua supravietuirea. Astfel la incalzire exogena revine la normal.

•HIPOTERMIA ACCIDENTALA : foarte periculoasa mai ales in cazultemperaturilor negative la formarea cristalelor de gheata tisular.

•Expunerea la apa inghetata peste 20 minute => duce la moarte prinfibrilatie sau stop cardiac.

Patologia termoreglarii

• DEGERATURI : inghetarea unei suprafete ale organismului : degete, lobul urechii. Etc.

• = presupun formare de cristale de gheata intracelular => gangrena=> amputare

• Mecanism de preventie a organismului la t° geroase: vasodilatatiecutanata prin paralizarea musculaturii netede din peretele vascular => eritem cutanat local.

Patologia termoreglarii