Apa ca sursa a vietii

Stare naturala. Apa este una din cele mai raspandite substante in natura, gasindu-se in toate cele trei stari de agregare: solida (gheata, zapada, grindina, chiciura), lichida (apa de ploaie, ape subterane, oceane, mari, fluvii, rauri, lacuri, balti etc.) si gazoasa (vaporii de apa din atmosfera si emanatiile vulcanice).

In natura nu exista apa pura. Apele naturale contin dizolvate cantitati variate de diferite substante.

APA, H2O, masa mol. 18,02, lichid incolor, de culoare albastra-verzuie in straturi groase. Are structura unghiulara (A 104,5), care in realitate este pseudo-tetraedrica, rezultata prin hibridizare sp3, molecula de apa dispunand de doi orbitali hibrizi ocupati cu cate o pereche de electroni neparticipanti.Compozitia a fost stabilita in perioada 18711905 prin experientele lui Macquer, Cavendish, Lavoisier, Laplace si altii.

Hidrogenul si oxigenul avand mai multi izotopi, apa obisnuita contine in proportie mica si combinatiile reciproce ale acestora : H216O ; H217O ; H218O ; HD16O ; HD17O ; HD18O; D216O ; D217O ; D218O si T2O. Prezinta un pronuntat moment electric de dipol 1,84, fiind un bun solvent, capabil sa functioneze ca donor de electroni. Daca in stare de vapori apa este formata din molecule neasociate, in stare lichida si in gheata, ele sunt asociate prin legatura de hidrogen. Gheata cristalina are o structura afinata, cu simetrie hexagonala, analoga cu a ?-tridimitului, in care orice molecula de apa este coordinata de alte patru molecule de apa, respectiv fiecare atom de oxigen este inconjurat tetraedric de alti patru atomi de oxigen intocmai ca atomii de carbon in diamant.

Structura cristalina cu simetrie hexagonala a ghetii (a) si coordinarea tetraedrica a atomilor de oxigen in gheata (b).

Totodata, fiecare atom de oxigen al unei molecule de apa este legat covalent de doi atomi de hidrogen ai moleculei proprii si de alti atomi de hidrogen proveniti din doua molecule diferite, prin legaturi de hidrogen. Apa prezinta o serie de proprietati anormale datorita asocierii moleculelor prin legaturi de hidrogen. Astfel, densitatea apei in loc sa scada continuu cu temperatura, asa cum se intampla la celelalte lichide, are valoarea maxima la 4C si anume egala cu unu. La 0 C, apa se solidifica marindu-si volumul (d.0,9168) cu 9% fiind mai usoara decat apa lichida, pe care pluteste. Valoarea mica a densitatii ghetii este atribuita structurii afinate a retelei cristaline. Drept consecinta, sub 4C, apa racita ingheata, se ridica la suprafata sub forma unui strat protector fata de temperatura exterioara, facand posibila viata acvatica. Apa trece in stare de vapori la 100C marindu-si volumul de ~1700 ori. Intervalul de temperatura anormal de mare in care apa se afla in faza lichida (0C 100C) este atribuit, de asemenea, asocierii moleculelor de apa, respectiv legaturilor de hidrogen. Cele doua puncte extreme ale apei, de solidificare, respectiv de fierbere la presiune normala, constituie temperaturile 0C si 100C in scara termometrica in grade Celsius. Caldura specifica mare a apa (4,18 J-g-1) are un rol regulator asupra temperaturii apa, deoarece temperatura lacurilor si marilor se schimba mai lent decat a solului. Caldura latenta de vaporizare este anormal de mare : 40,7 kj/mol. Apa se dovedeste un lichid putin compresibil, prezentand un minim la presiuni joase. In stare pura, ca urmare a unei ionizari proprii extrem de reduse, apa are o conductibilitate electrica mica :

H20 H+ + OH- ; K = 1,04-10-11 la 25C

Din aceasta cauza, apa pura este greu de electrolizat in schimb, ea are o constanta dielectrica mare ( ? 81), fapt care-i confera excelente proprietati ionizante si de dizolvant, fiind unul din cei mai importanti dizolvanti pentru electroliti si chiar pentru combinatii nepolare anorganice si organice.

Solubilitatea substantelor in apa se datoreste fie existentei in molecula acestora de grupe OH capabile sa formeze legaturi de hidrogen cu moleculele de apa, fie caracterului polar al unor ioni apti a se inconjura cu molecule de apa prin forte ion-dipolice. Conductibilitatea termica a apei este mica, de cca 100 ori mai mica decat a argintului, apa fiind totusi un conductor termic mai bun decat multe lichide organice. Molecula de apa, datorita caracterului puternic exoterm, este atat de stabila, incat abia se disociaza 10% prin ridicarea temperaturii la 2500C. Spre deosebire de oxigen, azot, iod, seleniu, telur, arsen si stibiu, care nu reactioneaza cu apa, numeroase elemente nemetalice sau metalice descompun apa la diferite temperaturi. Astfel, clorul reactioneaza la intuneric, bromul la lumina, sulful la fierbere, fosforul la 250C, borul, carbonul si siliciul la rosu. Corespunzator cu pozitia lor in seria tensiunilor electrochimice, metalele reactioneaza foarte diferit cu apa asemanator reactiei acestora cu acizii minerali. Spre deosebire de metalele alcaline care reactioneaza violent cu apa ...

Proteine, peptide si aminoacizi

Proteinele sunt surse de energie (macronutrieni), componente ale organismului (mas muscular, snge i alte lichide din organism, esut conjunctiv, piele etc.), i substane cu multiple roluri biologice. O funcionare normal a corpului este imposibil de conceput fr proteine, care dirijeaz toate sistemele din organism (metabolisme, sistem endocrin, digestie, sistemul nervos, imunitar, sanguin etc.).

Proteinele sunt formate din aminoacizi, n numr, ordine i aezare diferit pentru fiecare protein. Aminoacizii sunt baza construciei (crmizile), ns construcia final a unei proteine cuprinde nu doar o niruire de aminoacizi, ci mai multe elemente de structur care i confer calitatea de protein. Astfel, lanurile formate de aminoacizi (structura primar) se leag ntre ele prin puni, alctuind structura secundar, urmnd s se aranjeze ca molecul tridimensional (structura teriar) i apoi ca grupuri de molecule (structura cuaternar).

Prezena acestei arhitecturi difereniaz proteinele de lanurile simple de aminoacizi, care se numesc peptide sau polipeptide. Grania ntre peptide i proteine a fost un subiect de dezbatere n chimie, fiind incert incadrarea unor substane ca peptide mari sau proteine mici. Dei puin cunoscute, criteriile s-au stabilit i ele se refer nu doar la numrul de aminoacizi (n general substanele sub 50 de aminoacizi fiind clasificate ca peptide) ct mai ales la calitile arhitecturale polipeptidele fiind considerate lanuri flexibile, n timp ce proteinele sunt structuri tridimensionale fixe, care au o arhitectur preferenial. Ca exemplu, insulina, o substan compus din 51 de aminoacizi, a crei structur trimidensional este dat de 3 puni de legtur, este o protein. Aceste diferene sunt totui subtile, folosirea termenului peptidic n loc de proteic sau invers, fiind acceptat n general, cu att mai mult ct termenul peptid este unul prea tehnic.

Din aceast clasificare a aminoacizilor rezult i una din cele mai importante clasificri ale proteinelor, care pot fi complete sau de nalt calitate biologic dac conin toi aminoacizii eseniali, n plus ntr-o proporie adecvat, sau incomplete dac unul sau mai muli aminoacizi eseniali lipsesc.

Pentru a clasifica proteinele, Organizaia Mondial a Sntii a adoptat scorul PDCAAS (Protein Digestibility-Corrected Amino Acid Score) care calific valoarea biologic a proteinelor, proteinele cu scor 1.0 (100%) fiind cele de cea mai bun calitate (cele mai bune), scorurile mai mici denotnd o calitate biologic proporional mai mic. Adaptnd n procente, dac proteinele din lapte i ou au o calitate de 100%, atunci alte proteine au, conform scorului PDCAAS, urmtorii indici de calitate biologic: soia 91%, fasolea 68%, grul integral 40% etc.

Glucidele

Glucidele, impreuna cu lipidele si proteinele, reprezinta constituentii de baza ai materiei vii: sunt substante cu functii mixte constituind combustibilul principal pentru toate organismele vii (utilizat pentru procurarea energiei) si materia de baza pentru sinteza altor compusi (suplimentele proteice, de exemplu).

Rolul energetic al glucidelor rezulta din dubla lor proprietate, aceea de a se gasi atat ca substante de rezerva (amidon, glicogen), cat si ca glucide nestructurate.

Tipuri de glucide si alimentele in care se gasesc

Cuvantul glucide vine din grecescul glikis, care inseamna dulce si, intr-adevar, majoritatea au gust dulce si de aceea au fost numite si zaharide. In functie de comportarea lor chimica, glucidele se impart in 3 clase:

Monoglucidele reprezinta principalele furnizoare de energie si sunt cele mai recomandate inaintea efortului fizic. Din ele se sintetizeaza si glucidele complexe, lipidele si protidele. Cele mai cunoscute monoglucide sunt glucoza si fructoza.

Glucoza se mai numeste si dextroza si este probabil cea mai cunoscuta glucida in randul culturistilor, mai ales in randul celor care folosesc creatina. Astfel, datorita compozitiei sale chimice si a comportarii (solubilitate mare in apa, activitate optica si reactivitate in mediile alcalin si acid), precum si datorita faptului ca este usor metabolizata de organism, dextroza este recomandata atat pentru absorbtia mai buna a creatinei, cat si pentru o mai mare energie la antrenament. Glucoza este o substanta alba, cristalina, dulce si se gaseste in cantitate mare in mierea de albine si fructele dulci.

Fructoza este cea mai dulce monoglucida si se gaseste atat in stare libera, cat si in amestec cu glucoza (in fructe dulci, miere, struguri, etc.). Important de retinut este faptul ca fructoza si glucoza sunt principalele monoglucide care formeaza impreuna zaharul liber.

Oligoglucidele sunt substante dulci formate din resturi de monoglucide. Cele mai importante oligoglucide sunt maltoza si lactoza.

Maltoza este o diglucida formata din doua resturi de glucoza si se gaseste in cantitate mare in semintele cerealelor in curs de germinare, mai ales in orezul incoltit. De aceea, se mai numeste si zahar de malt. Unul dintre produsele care contin cantitati mari de maltoza este berea. Nu exagerati insa cu consumul ei pentru ca este un produs de fermentatie si contine alcool. Datorita continutului mare de glucide, acesta poate duce cu timpul la ingrasare sau balonare, tocmai din cauza proprietatilor glucidelor de a se depozita, in caz de exces, in organism.

Lactoza este o diglucida din laptele tuturor mamiferelor si fermenteaza greu, transformandu-se, sub actiunea bacteriilor lactice, in acid lactic. Lactoza este substanta care da gustul dulce al laptelui si de aceea se mai numeste si zahar de lapte. Cea mai mare cantitate se obtine din zer. Lactoza constituie unul dintre criteriile pe baza caruia se stabileste gradul de asimilare al proteinelor extrase din lapte. In suplimentele nutritive, aceasta se gaseste in izolatele proteice din zer, dar si alte suplimente, cum ar fi Proteinmix-R.

Poliglucidele sunt substante formate dintr-un numar mare de resturi de monoglucide si sunt materii prime pentru industria alimentara. Cele mai importante poliglucide sunt amidonul si glicogenul.

Amidonul reprezinta principala sursa de glucide de orgine vegetala si se gaseste in cereale (grau, porumb, ovaz, orez), fasole, mazare si cartofi.

Glicogenul este poliglucida de rezerva din organism si se gaseste in toate tesuturile, mai ales in ficat si muschi.

Din cele descrise mai sus reiese, deci, ca un pranz format dintr-o granitura de orez sau cartofi fierti, alaturi de o friptura, constituie un adevarat reactor de energie pentru sala.

Poliglucidele se aseamana polistructural foarte mult cu carbohidratii, de aceea acestia le pot inlocui ca suplimente nutritive

Zaharidele

Zaharidele sunt substane organice naturale care provin din grsimi vegetale. Zaharidele sunt cunoscute ca produi naturali nc din cele mai vechi timpuri sub forma sucurilor de fructe i a mierii de albine.

Zaharidele fac parte din categoria unor substane ce sunt constitite din carbon,hidrogen i oxigen. n zaharide ct i n ap proporia de hidrogen i oxigen sunt egale ceea ce a dus la denumiea lor hidrai de carbon. Majoritatea zaharidelor au gustul dulce, de aceea au fost numite glucide. Deoarece zaharidele pot fi extrase din diferite organe ale plantelor cum ar fi: glucoza, celuloza, zahrul, amidonul ele constituie o baz a materiei vii care are rol energetic n metabolism. Zaharidele se gsesc att n corpul animalelor ct i al omului, iar n fructe este cunoscut sub numele de glucoz. Glucoza este o substan solid, de culoare alb, cristalizat, de dou ori i jumtate mai puin dulce dect zahrul, si este solubil in ap.Prin fermentaie alcoolic, glucoza, n prezena drojdiei de bere, se transform in alcool etilic i dioxid de carbon, n acest mod se poate obin vinul dun struguri. Atunci cnd n organism are loc oxidarea glucozei se elibereaz o cantitate mare de energie, necesar activitii organismelor. De obicei medicii pentru a ntrii organismele slbite ale oamenilor bolnavi administreaz injecii cu glucoz. n chimie zahrului i se spune zaharoz. n natur zahrul se gsete n :sfecla de zahr, n morcovi, n coceanul de porumb, n trestia de zahr. Zahrul este sub forma strii solide, cristelizat i are culoare alb; are un gust dulce, este solubil n ap, dar insolubil n alcool, iar prin nclzire se topete.

Lipidele (grasimile)

Lipidele reprezinta cea mai eficienta modalitate a organismului de a depozita energia. 1 gram de lipide genereaza 9,3 kilocalorii, in comparatie cu aproximativ 4 kcal/g, valoarea medie pentru proteine si carbohidrati.

Lipidele exista in organism sub mai multe forme, cum ar fi trigliceridele, acizii grasi liberi, fosfolipidele si steroizi.

Trigliceridele, care sunt compuse din 3 molecule de acizi grasi si o molecula de glicerol, reprezinta cea mai concentrata sursa de energie a corpului.

Fosfolipidele intra in structura membranelor celulare si de asemenea reprezinta constituenti celulari de baza in anumite tesuturi cum ar fi sistemul nervos, ficatul, splina.

Steroizii au ca reprezentant principal colesterolul, precursorul hormonilor corticosuprarenalieni, al acizilor biliari si al vitaminelor liposolubile (A,D,E,K). O alta forma de lipide sunt si prostaglandinele, ce joaca rol de mesageri chimici intre celule.

Grasimea alimentara este procesata partial in intestin cu ajutorul unor enzime (lipazele digestive - gastica, pancreatica si intestinala) si absorbita prin mucoasa intestinului subtire. Apoi este transportata prin intermediul sistemului limfatic si in final varsata in circulatie sub forma de chilomicroni, care ajung la celule pentru a genera energie sau sunt depozitati subcutanat. Aceste depozite adipoase pot fi alimentate si prin intermediul altor surse decat grasimea alimentara - excesul de carbohidrati si proteine poate fi convertit in grasime si depozitat. Exista multe cai prin care grasimea poate fi acumulata, insa numai una singura prin care scapam de ea: activitatea fizica.

Rolurile lipidelor in organism

sursa primara de energie, care genereaza pana la 70% din totalul de energie in conditii de repaus, de asemenea reprezentand un combustibil eficient pentru a sustine activitatea fizica, in special in timpul antrenamentului de rezistenta

componenta esentiala a membranelor celulare si a nervilor (tecile de mielina)

organele vitale sunt sustinute si protejate de catre depozitele adipoase

toti hormonii steroidieni sunt produsi din colesterol

vitaminele liposolubile sunt depozitate si transportate in organism prin intermediul lipidelor

caldura corpului este pastrata si datorita existentei stratului de grasime subcutanat

Unitatea de baza a lipidelor este acidul gras, care este utilizat pentru producerea de energie. Acizii grasi se gasesc in 2 forme: saturati si nesaturati. Acizii grasi nesaturati contin o singura dubla legatura (mononesaturati) sau mai multe duble legaturi de carbon (polinesaturati). Acizii grasi saturati nu au duble legaturi. Consumul excesiv de acizi grasi saturati constituie un factor de risc pentru sanatate. Ei se gasesc in cantitati mari in carne (porc, vita), unt si in unele uleiuri (de cocos, de palmier).

In general, excesul de lipide in alimentatie poate conduce la cresterea in greutate si obezitate, boli cardiace, hipertensiune arteriala, diabet, cancere.

Continutul cel mai redus de grasimi saturate il intalnim in uleiurile vegetale (ulei de floarea soarelui - 11%, ulei de porumb - 13%, ulei de masline - 14%, ulei de alune - 18%). Uneori aceste uleiuri sunt supuse unui proces de hidrogenare, adica legaturile duble sunt saturate.

Alimentele ce contin lipide polinesaturate sunt ficatul de cod, pesti cu carne grasa (somn, hering), ulei de floarea soarelui. Acizii grasi nesaturati sunt foarte importanti in alimentatie, pentru ca ficatul nu este capabil sa introduca duble legaturi acolo unde este nevoie de ele in structura acestora. Acizii grasi nesaturati participa la formarea fosfolipidelor care intra in structura membranelor celulare. La sportivi, ciclul lezarii si repararii celulare este mult mai accelerat decat la persoanele sedentare, si astfel necesarul de acizi grasi nesaturati este mai mare. De asemenea, ei stau la baza sintezei prostaglandinelor, acei mesageri chimici care controleaza reparatiile celulare, procesele inflamatorii si sensibilitatea tesuturilor la durere. La sinteza prostaglandinelor participa acizii omega 3, care se gasesc in uleiul de peste.

Grasimile adauga alimentelor un plus de gust pentru ca absorb si retin savorile si in plus dau hranei o textura mai placuta. Din acest motiv oamenii prefera alimentele grase. In dieta sportivilor se recomanda ca grasimile sa nu depaseasca 25%, dintre care nu mai mult de o treime sa fie grasimi saturate.

Nu trebuie sa uitati ca grasimea reprezinta o importanta sursa de energie. Glicogenul muscular si hepatic este limitat, astfel ca utilizarea grasimilor ca energie intarzie aparitia starii de epuizare. Una dintre adaptarile care apar ca raspuns la eforturile de rezistenta este cresterea capacitatii de a utiliza grasimea ca sursa de energie.

Colesterolul ajunge in sange prin consum alimentar sau prin sinteza hepatica. Moleculele de LDL colesterol (cel "rau") participa la formarea placilor de aterom, care stau la baza unor boli cardiovasculare. HDL colesterolul (cel "bun") transporta colesterolul din artere, astfel incat sa fie eliminat din corp.

Asadar cu cat nivelul de LDL colesterol creste (valoarea normala < 130-150 mg/dl), riscul de aparitie al bolilor creste, iar atunci cand nivelul de HDL colesterol creste (valoarea normala > 50-60 mg/dl), riscul bolilor scade.

Rezervele de grasimi reprezinta in jur de 10-20% din greutatea unui barbat si 20-30% din greutatea unei femei. La sportivi, aceste valori scad pana la 5-12% la barbati si 10-20% la femei. Grasimile sunt depozitate sub forma de trigliceride in adipocite, formand tesutul adipos; o mica parte dintre trigliceride exista si in celulele musculare. Depozitele variaza in functie de alimentatie si starea de sanatate, putand fi minime in cazuri de subnutritie si casexie, sau pot sa creasca foarte mult in obezitate.

Cantitatea de lipide pe care trebuie sa o consumam zilnic depinde de mai multi factori - varsta, nivel de activitate fizica, profesie, sport practicat.

Regimul alimentar trebuie sa contina in jur de 20-25% lipide din totalul caloric. Din acestea 70% vor fi de origine animala (unt, frisca, smantana, lapte, branza, carne grasa, creier, icre, ficat) si 30% de origine vegetala (alune, nuci, migdale, seminte de floarea soarelui si dovleac, masline, soia, porumb). Grasimea de origine animala se asimileaza mai bine si este transformata mai usor in grasime specifica organismului uman. Grasimile de origine vegetala sunt importante deoarece furnizeaza acizi grasi nesaturati. Raportat la greutatea corporala, se recomanda consumarea a 1,2-1,5 g/kgcorp/zi. In perioadele de definire, este necesar sa se reduca procentul de grasime din dieta, acest lucru obtinandu-se prin consumarea de carne slaba, alimente dietetice, evitare de mancaruri gatite in ulei.

Continutul in lipide al regimului alimentar moduleaza echilibrul neuroendocrin al organismului in sensul modificarii sintezei hormonale. S-a constatat ca exista o legatura directa intre compozitia dietei si nivelul testosteronului plasmatic. Astfel, concentratiile reduse de lipide si acizi grasi saturati si mononesaturati se coreleaza cu niveluri reduse de testosteron.

datorita supraantrenamentului trebuie sa isi modifice dieta in sensul cresterii aportului de lipide.

Acizi nucleici

Acizii nucleici sunt compusi macromoleculari cu structura complexa si mase moleculare cuprinse intre cateva zeci de mii si milioane. Sunt, impreuna cu proteinele, componentele nucleoproteidelor, compusi de importanta biologica, existenti in celulele vii. Dupa provenienta lor, respectiv dupa materialele din care au fost extrase, acizii nucleici erau considerati de doua tipuri: acizi timonucleici (acizi nucleici din timus sau acizi nucleici animali) si acizi zimonucleici (acizi nucleici din drojdie sau acizi nucleici vegetali). Intrucat s-a constatat ca deosebirea dintre ei consta in natura componentului glucidic (acizii timonucleici contin in molecula lor dezoxi-D-riboza, iar acizii zimonucleici contin D-riboza), denumirile lor au fost inlocuite cu denumirile de acizi dezoxiribonucleici (ADN), si acizi ribonucleici (ARN). Cercetari ulterioare au dovedit, insa, ca aceste doua tipuri de acizi nucleici sunt prezente in toate organismele vii, avand rol important in desfasurarea proceselor vitale normale si patologice; acizii dezoxiribonucleici sunt substantele de baza in aparatul genetic, care asigura ereditatea si variabilitatea, pe cand acizii ribonucleici au mai mult rol functional legat de sinteza proteinelor.

ADN-ul reprezinta materialul genetic din care sunt alcatuite genele majoritatii organismelor si este localizat exclusiv in cromozom; fiecare cromozom contine cate o molecula de ADN. Rezulta din polimerizarea unor monomeri denumiti dezoxiribonucleotizi. Prezenta in cromozom a ADN-ului a fost relevata de chimistul german R.Feulgen, in 1924, prin utilizarea unui colorant vital -fuxina bazica- care coloreaza rosu-violaceu cromozomii; substanta din cromozomi, care reactioneaza specific cu colorantul, era ADN.

James Watson si Francis Crick, au facut cunoscut un model al moleculei de ADN pentru care au primit Premiul Nobel (in 1962). Modelul se bazeaza pe combinarea a patru nucleotizi. Fiecare nucleotid consta dintr-un radical fosforic monoacid, o pentoza (dezoxiriboza) si o baza azotata (una din urmatoarele patru): adenina(A), guanina(G), -A si G sunt baze purinice- timina(T), citozina(C) - T si C sunt baze pirimidinice.

Combinatia dintre o baza si o pentoza se numeste dezoxiribonucleosid, iar combinatia celor trei componente dezoxiribonucleotid.

Secvente de trei nucleotide de pe lanturile ADN-ului formeaza un cod special care stabileste ordinea in care sunt legati aminoacizii pentru a forma molecule de proteine. Acesta este cunoscut sub numele de cod genetic. Unii aminoacizi sunt codificati prin mai mult de un triplet. Deoarece proteinele sunt moleculele de constructie ale organismului si, ca si enzimele, controlorii sai metabolici, codul ADN stabileste cum arata, creste si functioneaza corpul. In concluzie, ADN-ul este materialul genetic al corpului.Legatura dintre pentoza si una din bazele azotate este N-glucidica. La dezoxiribonucleosidele purinice legatura N-glucidica se formeaza intre pozitia N9 a heterociclului dublu purinic si pozitia C1 a pentozei, iar la nucleosidele pirimidinice legatura se realizeaza intre pozitia N3 a nucleului pirimidinic si pozitia C1 a pentozei. Aditionarea radicalului fosforic se realizeaza, obisnuit, prin intermediul pozitiei 5 a nucleosidului. Astfel rezulta nucleotizii, care sunt esteri ai acidului fosforic cu nucleosidele. Atat conectarea bazelor cu pentoza, cat si a nucleosidului cu acidul fosforic se realizeaza prin pierderea unei molecule de H2O. Fiecare radical fosforic al unui nucleotid poate, prin gruparile acid libere, sa se lege fie cu un radical fosforic, fie cu un alt nucleotid prin pozitia 3 a dezoxinucleosidului. In primul caz, dezoxinucleotizii pot aparea sub forma de monofosfat, difosfat sau trifosfat. In functie de numarul grupelor fosfat si de baza din constitutia nucleotidului, dezoxinucleotizii monofosfat se numesc: adenozin 5-fosfat (AMP), guanozin 5-fosfat (GMP), citidin 5-fosfat (CMP) si timidin 5-fosfat (TMP);dezoxinucleotizii difosfati: ADP, GDP, CDP si TDP, dezoxinucleotizii trifosfati:ATP, GTP, CTP si TTP. In al doilea caz, dezoxinucleotizii se leaga unul de altul prin legaturi fosfodiesterice astfel: primul nucleotid, prin grupul fosfat la nivelul unei grupari acid libere, se leaga de nucleotidul adiacent inferior prin pozitia 3, iar de nucleotidul adiacent superior prin pozitia 5 etc. In acest fel, intre nucleotizi se stabileste o legatura in zigzag. Se formeaza astfel un lant polidezoxiribonucleotidic cu o lungime variabila. Aceasta este stuctura primara a ADN sau monocatenara. Obisnuit, molecula de ADN este constituita din doua lanturi polinucleotidice sau doua catene: aceasta este structura secundara. Analiza chimica a aratat ca exista o relatie de 1:1 intre adenina (o purina) si timina (o pirimidina) si intre citozina (o pirimidina) si guanina (o purina). O asemenea relatie nu exista intre cele doua purine sau intre cele doua pirimidine. Legatura dintre cele doua catene se realizeaza prin punti de hidrogen intre perechi de baze situate la acelasi nivel in cele doua catene: doua punti de hidrogen intre adenina si timina A=T si T=A si trei punti intre guanina si citozina. Faptul ca la acelasi nivel aditionarea radicalului fosforic la dezoxiriboza este diferita (intr-o catena la pozitia 3, iar in catena complementara la pozitia 5) a dus la concluzia ca cele doua catene sunt indreptate in directii opuse. Prin urmare cele doua catene complementare au o orientare spatiala inversa sau antiparalela. Studiul structurii moleculei de ADN a relevat faptul ca bazele azotate sunt asezate spre interior, perpendicular pe axa principala lunga, la o distanta una de alta de 3,4A. Deoarece unghiul intre doi nucleotizi apropiati ai aceleiasi catene este de 36o, structura se repeta la fiecare 10 nucleotizi, adica la 34A. Dubla spirala helicoidala coaxiala are un diametru de 20A. Molecula de ADN are dimensiuni foarte mari (fiind cea mai mare macromolecula biologica), cu o greutate moleculara care poate ajunge la 12 si 16*106. Majoritatea moleculelor de ADN au o rasucire a helixului la dreapta (forma B de ADN); exista insa si molecule cu o rasucire a helixului spre stanga: Z-ADN. ARN-ul reprezinta un complex macromolecular, structural si functional, similar in anumite privinte, ADN-ului. ARN-ul rezulta din polimerizarea unor ribonucleotizi, care determina formarea unor lanturi lungi, monocatenare (structura primara). Pe anumite portiuni monocatena de ARN se poate rasuci in jurul ei, determinand aparitia unei structuri duble intre secventele complementare de baze (structura secundara). Polimerizarea implica patru tipuri de ribonucleotizi legati impreuna prin legaturi fosfodiesterice in pozitiile 3-5. Componentul pentozic al ARN-ului este riboza, iar bazele azotate sunt: adenina, guanina, citozina si uracilul. Sunt doua clase de ARN si anume: ARN genetic care controleaza ereditatea la unii virusi, alta, ARN negenetic care este implicata in sinteza substantelor proteice(v. Sinteza proteinelor).

ARN mesager. mARN este sintetizat in timpul transcriptiei mesajului genetic de pe o catena de ADN si serveste ca tipar pentru sinteza proteinelor. A fost gasit in stransa legatura cu ADN-ul cromozomal. mARN are urmatoarele caracteristici: este foarte repede sintetizat, are o singura catena, complementara uneia dintre catenele ADN-ului propriu, la nivelul careia a fost sintetizat. In mARN mesajul este inscris codificat in codoni care contin triplete de baze azotate (ribonucleotizi). La capatul 3, moleculele de mARN contin o secventa de acid poliadenilic-poly-A (intre 70-250 nucleotizi). Aceste cozi poly-A sunt adaugate posttranscriptional. Terminatia 5 a mARN-urilor sunt blocate prin aditia unor capete de m7 Gppp (7-metilguanozine reziduale legate de mARN prin legaturi trifosfat).

ARN solubil, de transfer sau adaptor. sARN-ul sau tARN-ul este similar ca structura cu orice acid ribonucleic. Este caracterizat printr-o slaba polimerizare , are rolul de a activa enzimele din citoplasma. Apoi reactioneaza cu aminoacizii specifici prin formarea gruparilor aminoacil-sARN- care sunt transferati la locul de biosinteza a proteinelor: complexe mARN-ribozomi sau poliribozomi. Anumite parti din catena de sARN, constituite din serii scurte de nucleotizi, reprezinta bazele complementare ale codului mARN pentru un aminoacid caracteristic. In asemenea portiuni reprezentate de tripleti de baze, denumite anticodoni, sARN-ul diferitelor specii este identic. Faptul ca in citoplasma exista toti sau aproape toti cei circa 20 de aminoacizi proteici, presupune ca trebuie sa existe un numar de minimum 20 de tipuri de sARN, cate unul pentru fiecare aminoacid (maximum 64, cati codoni se pot forma de cele patru baze azotate). Moleculele de sARN constau dintr-o singura catena, alcatuita din 75-80 de ribonucleotizi. La un capat al catenei (capatul 5) se gaseste acid guanilic (G), iar la capatul 3 se gaseste un triplet format din bazele CCA (citozina-citozina-adenina). Intre bratul scurt, cu G, si bratul lung la nivelul primului nucleotid C, se formeaza punti de hidrogen. Regiunile bicatenare includ trei bucle monocatenare intermediare. Regiunea de curbura a lantului polinucleotidic reprezinta celalalt capat al moleculei de sARN. Curbura este constituita dintr-un segment de trei nucleotizi necomplementari, deci legati prin punti hidrogenice. Acest triplet de baze a capatat denumirea de anticodon tocmai pentru a indica complementaritatea lui fata de codonii mARN.

ARN ribozomal. Una din caracteristicile principale care deosebeste rARN de celelalte tipuri de ARN consta in aceea ca el apare intotdeauna legat de proteine. Lantul rARN-ului este constituit atat din portiuni monocatenare cat si din portiuni bicatenare helicoidale cu bucle monocatenare. In lantul polinucleotidic al rARN-ului raportul molar intre bazele azotate componente este in favoarea bazelor purinice. Astfel continutul in adenina/uracil=21:19, guanina/citozina=36:25, iar raportul general purine/pirimidine circa 1,3. Molecula de rARN are peste 1000 de nucleotizi.

Enzimele

Enzimele sunt substante complexe (molecule proteice) ce participa la foarte multe reactii ce au loc in organismul nostru.

Acestea sunt catalizatori specifici ce impreuna cu coenzimele regleaza procesele biochimice din organism.

Fara ele fructele nu s-ar coace, semintele nu ar germina, nu am putea gandi, nu am putea digera alimentele si absorbi substantele nutritive prezente in acestea etc.

Enzimele sunt implicate in mii de procese biochimice ce se desfasoara in organismul nostru.

In corpul nostru se gasesc aproximativ 2700 enzime diferite care impreuna cu coenzimele formeaza aproximativ 100000 de compusi ce ne ajuta sa vedem, sa simtim, sa auzim, sa digeram hrana si sa gandim.

Enzimele ajuta in lupta impotriva imbatranirii, obezitatii, colesterolului, ajuta sistemul imunitar, curata colonul, descompun grasimile, cresc inteligenta, detoxifiaza organismul, elimina bioxidul de carbon din plamani etc.

Enzimele nu pot distruge o celula vie dar pot descompune o celula moarta. Acest lucru se intampla datorita faptului ca o enzima nu poate traversa membrana celulara a unei celule vii dar atunci cand celula moare poate face acest lucru si astfel compusii prezenti in celula moarta pot fi reutilizati.

Desi enzimele se gasesc in cantitati mici acestea sunt foarte puternice si 30 de grame de pepsina pura pot digera aproximativ doua tone de albus de ou.

Cum actioneaza enzimele?

Cand consumam alimente, enzimele prezente in acestea sunt activate de caldura si umezeala din cavitatea bucala si impreuna cu enzimele produse de organism digera o parte din alimente inainte ca acestea sa ajunga in stomac.

Alte enzime digera hrana pe tot traseul ei pentru ca apoi enzimele metabolice sa foloseasca nutrientii respectivi pentru a regenera tesuturile existente si pentru a produce tesuturi noi.

Fiecare celula din organism depinde de un anumit grup de enzime. Fiecare enzima are o anumita functie. De exemplu o enzima care digera proteine nu digera si grasimi.

Enzimele sunt impartite in doua categorii:

Enzime digestive - digera hrana

Enzime metabolice regleaza procesele metabolice interne

Enzimele digestive sunt impartite in enzime digestive proprii (produse de organism) si enzime digestive preluate din alimente.

Inamicii enzimelor

Enzimele sunt sensibile la caldura si la pH si de aceea mancarea gatita la temperaturi ridicate si procesarea industriala a alimentelor le distruge.

Atunci cand gatim mancarea la temperaturi ridicate denaturam toate enzimele si astfel se ajunge la alimente nedigerate in intestine ce pot, sub influenta bacteriilor, sa intre in putrefactie si sa produca toxine ce ajung apoi in sange si organe. Acest fenomen se numeste autointoxicare si este caracteristic persoanelor ce au probleme de digestie (in general persoanele ce sufera de constipatie).

Atunci cand ingeram enzime din alimente inseamna ca organismul nostru trebuie sa depuna un efort mai mic pentru a digera alimentele respective datorita scaderii productiei interne de enzime.

Metalele grele, deshidratarea si razele ultraviolete le inactiveaza.

Varsta este foarte importanta in productia de enzime. Cercetarile arata ca in cazul amilazelor persoanele cu varsta cuprinsa intre 21-31 de ani au o cantitate de amilaze (in cavitatea bucala) de 30 de ori mai mare decat persoanele cu varsta cuprinsa intre 69-100 de ani.

Folosirea enzimelor in vindecarea bolilor

Multe persoane stiu ca enzimele sunt folosite doar in probleme legate de digestie, dar acestea pot fi folosite pentru a trata un numar foarte mare de boli.

Acestea pot fi folosite in tratarea imbatranirii premature, artritei, problemelor sistemului circulator, problemelor aparute in zona genitala (femei), herpesului, lupusului, bolilor autoimune, sclerozei multiple, infectiilor si problemelor de greutate.

Sfaturi pentru un aport ridicat de enzime- deschideti capsulele si presarati continutul peste alimente(nu prea calde) pentru ca acestea sa poata incepe digerarea lor. Daca sunt in capsule, dureaza pana acestea se dizolva in interiorul stomacului- consumati apa pentru ca enzimele se activeaza doar daca apa este prezenta- in cazul celulazelor din alimente trebuie sa mestecati bine mancarea pentru ca acestea sunt prezente la nivelul fibrelor si trebuie eliberate in timpul masticarii- consumati multe fructe si legume proaspete- semintele crude, alunele crude si nucile crude contin inhibitori ai enzimelor. Consumul de alimente ce contin inhibitori enzimatici produce umflarea pancreasului. Cel mai mare continut de inhibitori enzimatici il au alunele crude si germenii de grau.

Exista patru metode prin care pot fi eliminati inhibitorii:- prin ridicarea temperaturii alimentului respectiv (prin aceasta metoda se distrug enzimele si se pierd si alti nutrienti cum ar fi vitaminele termosensibile).- inmuierea, clatirea si incoltirea alimentelor respective. Aceasta metoda distruge inhibitorii enzimatici si creste continutul de enzime de 3-6 ori.- a treia metoda consta intr-un aport ridicat de enzime pentru a elimina inhibitorii enzimatici.- fermentarea cerealelor si semintelor elimina inhibitorii enzimatici, aduce un plus de microorganisme benefice si elimina anumite substante toxice din cereale si seminte.

Cerealele si semintele contin acid fitic ce blocheaza absorbtia calciului, fosforului, fierului si zincului si astfel o dieta bogata in cereale integrale nefermentate poate duce la o concentratie scazuta a mineralelor respective in sange. Acest acid este distrus prin fermentarea cerealelor si semintelor. Fermentarea distruge inhibitorii enzimatici si descompune glutenul,zaharurile si alte substante greu de digerat din cereale si seminte.

Pentru a obtine cereale si seminte fermentate le puteti pune in zer, iaurt sau kefir si trebuie sa le lasati minim 7 ore (in cazul cerealelor) si minim 12 ore in cazul semintelor.

Nu uitati ca alimentele mentionate mai sus au un continut ridicat de proteine, grasimi nesaturate si antioxidanti si nu trebuie eliminate din alimentatia noastra.- sarea este un inhibitor indirect al enzimelor asa ca trebuie consumata in cantitati mici.

Toxicitate si simptome ale consumului ridicat de enzime

Persoanele ce au consumat suplimente cu enzime au raportat, in cateva cazuri, balonare, gaze, acnee, mici dureri de cap. Aceste simptome sunt temporare si este modul in care organismul se repara. In timpul consumului de suplimente trebuie sa consumati apa mai multa pentru a ajuta la purificarea organismului.

Cele mai bune rezultate sunt obtinute dupa ce au fost consumate suplimente timp de 12 saptamani.

Hormonii

Hormonii sunt substante chimice produse de catre glandele care formeaza sistemul endocrin; eliberati in circulatia sanguina hormonii actioneaza in mod specific pe unul sau mai multe "organe-tinta" cu scopul de a le reglementa functionalitatea. Cuvantul hormon s-a format prin derivarea cuvantului grecesc "hormao" care inseama "a stimula, a pune in miscare".

In functie de structura, hormonii se impart in 3 grupe:- peptidici (formati din mai multi acizi aminati);- steroidieni (derivati ai colesterolului);- derivati dintr-un acid aminat (hormoni tiroidieni).

Hormonii regleaza diferite functii din organism, printre care:- cresterea si dezvoltarea

- functia si reproducerea sexuala;- metabolismul;- starea psihologica.

5 Curiozitati fascinante despre hormoni!

Hormonii sunt considerati mesageri la distanta in organismul nostru, facand posibila comunicarea intre sistemul nervos si alte tesuturi, precum si reglarea diverselor activitati celulare.

Feromonii hormonii atractiei

Feromonii sunt un alt tip de hormoni hormoni care comunica prin intermediul aerului cu alt organism, si nu sunt secretati in sange pentru a trimite semnale tesuturilor la distanta in propriul organism, asa cum ne-am astepta.

Feromonii au fost descrisi la toate mamiferele, la om inca nu s-a demonstrat clar existenta acestora, dar se stie ca activitatea sexuala este clar potentata de anumite substante odorante.

Hormonii sunt mijloc de comunicare

Hormonii sunt un mijloc de comunicare intre creier si restul tesuturilor, dar si un mijloc de adaptare al organismului.

Astfel putem vorbi despre:

Hormoni secretati de glandele endocrine au rolul de a stimula cresterea si adaptarea organismului in mediu, maturarea unor organe, rezistenta la stres si reproducerea;

Hormoni secretati de creier cu rol in reglarea glandelor endocrine hormonii de inhibitie sau eliberare ai hipotalamusului care controleaza prin bucle de feedback celelalte glande endocrine

Substante ale sistemului imunitar cu rol de hormoni sau hormon-like;

Din pacate si unele patologii sau cancere pot secreta substante asemanatoare unor hormoni declansand reactii asemanatoare secretiei acelor hormoni sindroame paraneolazice

Neuromodulatori hormoni produsi de celule ale sistemului nervos si eliberati in circulatia sanguina pentru a atinge organe tinta;

Neuromodulatori hormoni produsi de celule ale sistemului nervos pentru a influenta local alte celule etc.

Iata deci ca sistemul endocrin este astazi extins atat spre sistemul nervos central neuroendocrinologie cat si spre sistemul imunitar imunohormoni. Celulele noastre comunica intre ele prin acesti hormoni reusind sa functioneze impreuna pentru sanatatea intregului organism.

Hormonii ne pot determina caracterul

Astazi se cunoaste deja ca hormonii sunt implicati in determinarea caracterului, ca il influenteaza si il modeleaza.

Materialul genetic nu este suficient fara un sistem endocrin care sa ii sustina manifestarea. De exemplu o persoana cu inteligenta medie conform genelor nu se poate dezvolta normal in cazul unei insuficiente a glandei tiroide in copilarie pentru ca fara hormonii tiroidieni sistemul nervos nu se poate matura rezultant un cretinism endocrin. Si ca tot am adus in discutie acest aspect, este indicat la nastere sa verificati functia tiroidiana a copilului, chiar daca in tara noastra acest test nu este de screening ca in alte tari mai dezvoltate.

Mai mult decat atat, Cannon a demonstrat in lucrarile sale ca hormonii catecolaminici intervin cert in generarea reactiilor de tip furie-atac si frica-fuga.

In zilele noastre cercetarile endocrinologie au avansat atat de mult, incat s-a constatat ca hormonii au actiuni diferite in functie de locul unde sunt aplicati. De exemplu in creier nu ajung toate substantele pentru ca sistemul circulator din creier este unul special care nu lasa sa treaca prin peretii vaselor in creier decat anumite substante, astfel unii hormoni nu ajung deloc in creier. Dar cercetarile au aratat ca daca unii hormoni sunt injectati direct la nivelul sistemului nervos, in zone bine localizate, pot determina reactii si inca unele specifice. Asa s-a observat ca injectarea unor hormoni in lichidul cefalorahidian poate creste sinteza de dopamina, ameliorand simptomele bolii Parkinson.

Deja se vorbeste astazi despre o noua abordare in psihiatrie, cea prin hormoni. S-a demonstrat de asemenea ca inlocuirea neurolepticelor cu neurohormoni sau neuromodulatori prezinta efecte mult mai specifice si mai bune!

Colecistokinina de exemplu care are rol in miscarile tubului digestiv pentru a facilita digestia si progresia bolului digestiv - are rol de a inhiba foamea daca este folosita la nivel cerebral posibil tratament in bulimie sau obezitate?

La fel s-a demonstrat deja efectul analgezic (de reducere a durerii) si euforizant al opioidelor endogene endorfine si enkefaline utile in stimularea activitatii si rezistentei in conditii de stres.

Hormonii ne salveaza viata cand suntem in pericol

Sistemul endocrin impreuna cu sistemul nervos, sau daca doriti sistemul neuroendocrin cum este mai corect sa il numim in zilele noastre poate activa o cascada de reactii atunci cand organismul uman se afla in stres major: cresc bataile inimii, creste forta musculara astfel incat omul poate alerga la viteza incredibila, cresc simturile, scade circulatia din zonele nevitale, creste acuitatea vizuala etc.

Totodata in stres (psihic sau organic, de exemplu stresul operator) intervin hormoni precum cortizolul hormoni cu rol vital! Astfel organismul se poate adapta conditiilor de stres.

Imunoendocrinologia sau noua optica asupra imunitatii

Imunoendocrinologia este un domeniu nou ce doreste clarificarea interdependentei intre sistemul endocrin si cel imunitar. Punctul de plecare al acestui nou domeniu l-a constituit observarea efectului inhibitor (supresiv mai exact) a corticosteroizilor (hormoni) asupra sistemului limfoid (o parte a sistemului imunitar).

De asemenea s-a observat o legatura intre unele boli autoimune si boli endocrine, ca dovada ca celulele imunitare pot secreta substante hormon-like.

Care sunt alimentele cre contin hormoni si ce efecte au asupra organismului?

Carnea de pui gigant, laptele de vac i soia sunt pline de hormoni feminini care grbesc dezvoltarea copiilor. Fetele intr devreme la pubertate, bieilor ncep s le creasc sni.

Fenomenul mutaiilor a fost observat imediat dup Revoluie, o dat cu intrarea n ar a puilor gigant de la americani, care au stricat echilibrul hormonal al copiilor. Doctorii avertizeaz ns c nu doar puiul de cresctorie duce la efeminare, ci i laptele de vac nepasteurizat, mezelurile, soia, prezent astzi n toate formele i alimentele posibile, dar i naturistele aprute peste noapte.

Glandele mamare ncep s creasc necontrolat cnd n corpul bieilor se acumuleaz mai mult estrogen (hormonul sexual feminin) dect testosteron (hormonul sexual masculin).

Sexualizarea, fizic i comportamental, se termin n viaa intrauterin. Dup natere, o lung perioad de timp nu se mai ntmpl nimic. ncepnd cu pubertatea 10 ani, n cazul fetelor i 12-13 ani, n cazul bieilor organismul ncepe s fie agresat de hormoni, explic prof. dr. Constantin Dumitrache, endocrinolog la Institutul Parhon din Bucureti. Aceasta este perioada n care au loc toate transformrile specifice sexelor, ce vizeaz i glandele mamare.

i bieii, i fetele au muguri mamari. La pubertate, la fete ncep s evolueze, pe cnd la brbai rmn acolo. Dac se inverseaz raportul testosteron-estrogen, apar tulburri, mai ales la biei i brbai tineri, precizeaz medicul.

Profesorul Constantin Dumitrache, care a cercetat fenomenul, spune c rul se trage de la puii americani

Exist dou situaii cnd estrogenul se acumuleaz n exces: fie n cazul anumitor boli (tumori etc.), fie prin consumul alimentelor bogate n substane asemntoare estrogenilor sau substane care stimuleaz secreia acestora.

Principala surs de hormoni feminini este carnea de la animale din cresctorii, tratate cu stimulente i antibiotice, urmat de laptele de vac natural.

Dup `89, a fost o invazie de copane mari de pui, pe care le-am dat n special copiilor. Dup cteva luni, unul dintre doctorii notri constata c numrul ginecomastiilor la biei crescuse fulminant, spune prof. Dumitrache.

Indiferent de modul de preparare, puiul cumprat tot duneaz. Nu sunt studii foarte clare, dar dac vei ntreba prinii cu ce i hrnesc copii, vei observa c exist o legtur foarte clar ntre consumul de carne de pui i creterea glandelor mamare, adaug medicul Luiza Vitan.

Snii revin la normal n cteva sptmni sau chiar luni de la scoaterea puiului din alimentaie.

Metabolismul Metabolismul proteinelor

Metabolismul proteinelor sau metabolismul protidic reprezint totalitatea transformrilor chimice i energetice suferite de ctre protide, dup ptrunderea lor n organism.

Metabolismul proteinelor este complex i dinamic. Organismul lucreaz n permanen la dezasamblri i producie de proteine, avnd la baz ceea ce n nutriie se numete fond metabolic comun de aminoacizi. Practic, tot ceea ce se produce pornete de la acest depozit mobil de aminoacizi, dintre care unii trebuie adui n mod obligatoriu din alimentaie, i se numesc eseniali , alii sunt condiional eseniali, adic devin indispensabili n anumite condiii metabolice, iar alii sunt neeseniali, ceea ce nseamn c dac organismul nu i-a primit din surse alimentare, i poate fabrica din ali aminoacizi.

Proteinele, prin faptul c se uzeaz repede, dar i ca o consecin a faptului c omul nu dispune de organe de depozit pentru aceste substane dect celulele nsele, trebuiesc rennoite n permanen. Protidele din hran se scindeaz naintea absorbtiei intestinale, pn la aminoacizi (n cazul holoproteidelor) sau aminoacizi i alte substane provenite de la gruparile prosteice (n cazul holoproteidelor). Aceast scindare se petrece n tubul digestiv sub aciunea enzimelor specifice, numite prosteaze.

Metabolismul glucidelor

n organismul omului, glucidele sunt substane cu rol energetic. Ele furnizeaz organismului cele mai multe i mai accesibile calorii. Digestia i metabolismul acestor substane au ca produii finali dioxidul de carbon i apa.

Digestia i absorbia glucidelor

Doar carbohidraii cu mas molecular mic (monoglucidele, unele diglucide) pot traversa pereii intestinali pentru a ajunge n sange. Oligoglucidele i poliglucidele trebuie s sufere, anterior absorbtiei intestinale, degradri prin care s se scindeze pn la monoglucide.Principala poliglucid prezent n alimente; amidonul, ncepe s se descompun nc din cavitatea bucal, sub aciunea enzimei ptialina, care este un ferment alcalin din saliv (amilaza salivar). Astfel, ptialina este amestecat cu alimentele i ncepe transformarea amidonului i a dextrinelor n maltoza. Scindarea moleculelor se continu n stomac, unde acidul clorhidric suprim activitatea ptialinei i nlocuiete degradarea enzimatic, cu o hidroliz acid. Procesul de degradare continu, cu un mai mare randament, ntr-un mediu alcalin, n duoden i n intestinul subire, sub aciunea amilazei pancreatice, i a celei intestinale, astfel nct, se ajunge n final la glucoza, monoglucid care traverseaz uor pereii intestinali.

Metabolismul energetic al omului este "planificat" s se desfoare cu prioritate pe baza glucidelor. Dac n organism se introduc cantiti mari de lipide i de carbohidrai, n maxim 24 de ore va avea loc arderea aproape complet a glucidelor, n timp ce lipidele vor rmne n bun parte neoxidate. Lipidele neoxidate se depun, mpreun cu cele derivate din metabolismul altor substane, n esutul adipos, pe termen lung. Dac n organism ajung cantiti mai mici de glucide, i acestea de provenien natural, fr absorbtie rapida, metabolismul nu va avea destule resurse energetice, i va arde combustibilul de depozit, adic grsimile, desigur n condiiile unei alimentaii srace n lipide. Mai mult, o cantitate moderat de glucide cu absorbie lent, va iniia procesul de arderea a grsimilor, dac aportul caloric alimentar nu este mai mare dect energia consumat de corp.

Principalul donor de energie celular este glucoza. Aceasta ajunge la esuturi fiind purtat prin fluxul sanguin. n funcie de provenien, esuturile folosesc 3 feluri de glucoz:- glucoza exogen (rezultat din hran),- glucoza endogen (rezultat din oxidarea glicogenului),- neoglucoza (glucoza provenit din neosinteze, deci din substane neglucidice).

Metabolismul glucozei

Arderea glucozei n celule are loc sub influena insulinei. Metabolismul glucidelor poate urma o cale aerob (n prezena ndestultoare a oxigenului) sau una anaerob (n lisa oxigenului).

Catabolismul anaerob al glucozei poart denumirea de glicoliz anaerob. Prin glicoliza anaerob, fenomen ce are loc mai ales la nivelul ficatului i a muchilor scheletici, glucoza se transform n acid lactic, n urma trecerii succesive prin 10 reacii chimice catalizate enzimatic. n ultima reacie, care este reversibil, acidul piruvic trece n acid lactic. Acidul lactic nu se mai degradeaz mai departe, dar poate reveni n acid piruvic, oxidndu-se mai departe pe cale aerob. Acidul lactic rezultat din glicoliza anaerob este responsabil de instalarea febrei musculare, fenomen cauzat de creterea aciditii musculare. Metabolismul anaerob al glucidelor are loc n condiii de efort fizic solicitant, ca o consecin a faptului c necesarul de oxigen gazos de care au nevoie celulele nu poate fi satisfcut (nevoile de oxigen ale esuturilor depesc capacitatea de respiraie tisular). Glicoliza anaerob furnizeaz o cantitate mare de energie, ns cu un randament sczut, un fel de "for fr rezisten".

Pe cale aerob, glicoliza are un randament energetic mult superior. n prezena oxigenului, glucoza trece printr-o serie de reacii catalizate enzimatic pn la acid piruvic. Acidul piruvic, trece mai departe n acetil coenzima A (sub influena piruvat dehidrogenazei), care intr n ciclul lui Krebs, oxidndu-se pn la CO2 i H2O.

Insulina favorizeaz fixarea glucozei n esuturi, stimuleaz glicoliza i activeaz complexul enzimatic piruvat dehidrogenaza. n acelai timp, insulina inhib arderea grsimilor. Glucagonul, hormon antagonist insulinei i secretat de celulele di Insulele lui Largenhans. pe lng faptul c inhib insulina, mai favorizeaz glucogeneza hepatic, crescnd pe cele 2 ci glicemia. Creterea glicogenezei hepatice prin glucagon este favorizat de consumul de proteine, mai ales la persoanele care sufer de diabet de tip 2 (la diabetici consumul de proteine determin o secreie dubl de glucagon fa de persoanele sntoase).

Metabolismul fructozei

Fructoza este o monoglucida prezent n mod natural, n cantiti mari, in fructele dulci i n miere. De asemenea, fructoza concentrat (nenatural) se folosete des n alimentaie (fructoz cristalizat ca atare, zahar invertit artificial, miere artificiala, rcoritoare, ngheat, etc.)

Fa de glucoz, fructoza urmeaz o alt cale metabolic, independent de insulin. Astfel, la nivelul ficatului, sub aciunea enzimei fructochinaza, substana se fosforileaz degradndu-se treptat cu eliberare de energie.

Pn nu demult, datorit unei absorbii mai lente i ca o consecin a faptului c nu necesit prezena insulinei, se considera c fructoza este cea mai sntoas glucid. Timpul ns, a dovedit c lucrurile nu stau chiar aa.

n natur, fructoza se afl de cele mai multe ori alturat glucozei, mai ales n fructe, amndou glucidele aflndu-se n concentraii relativ sczute. ns, datorit gustului foarte dulce, fructoza a nceput s se extrag selectiv, astfel nct se ntlnete adugat ntr-o mulime de alimente (cereale pentru micul dejun, rcoritoare, gum de mestecat, prjituri, bomboane, gemuri, produse pentru diabetici, etc.). Aceast fructoz concentrat nu este deloc sntoas.

Un studiu amplu publicat n SUA n anul 2002, arat c fructoza concentrat, care abund ntr-o serie larg de alimente la care a fost adugat, crete trigliceridele sanguine, mrete tensiunea arterial, produce rezistenta la insulina i intoleran la glucoz, favorizeaz formarea de esut adipos mai mult dect glucoza.

Metabolismul lipidelor

Lipidele sunt absorbite din intestin i supuse digestia si metabolismul, nainte ca acestea pot fi utilizate de ctre organism. Majoritatea lipide dietetice sunt grsimi i molecule complexe pe care organismul are nevoie pentru a rupe n jos pentru a utiliza i de a obine energie de la.

Digestia lipidelor

Digestia grsimilor cuprinde aceste etape majore:-

1. Absorbie

2. Emulsionare de grsimi

3. Digestia grsimilor

4. Grsime metabolismului

5. Degradarea

Absorbtia lipidelor

Acizi grai cu lan scurt (pn la 12 atomi de carbon) sunt absorbite direct.

Trigliceridele i dietetice grsimi sunt insolubile n ap i astfel absorbtia lor este dificil. Pentru a realiza acest lucru, grsimi alimentare este defalcat n particule mici, care crete zona expuse pentru atac rapid de enzime digestive.

Emulsionare de grsimi

Dietetice grsimi suferi emulsionare care duce la eliberare de acizi grai. Aceasta este provocat de hidroliza simplu de obligaiuni ester trigliceridelor.

Grsimile sunt defalcate n particule mici de aciune detergent i amestecare mecanic. Detergent operatii de sucuri digestive, dar mai ales de grsimi parial digerate (acid gras spunuri i monacylglycerols) i de srurilor biliare.

Srurilor biliare acid colic conin o parte care este hidrofob (repellent la ap) i o alt ap iubitoare sau hydrophhillic parte. Acest lucru le permite s se dizolve la o interfata de ulei-ap, cu hidrofob suprafa de contact cu lipide s fie absorbit i suprafaa hidrofil n mediu apos. Aceasta se numete aciunea detergent i acest lucru emulsioneaza grasimile i randamentele miceliile mixte.

Miceliile mixte servi ca vehiculele de transport pentru lipide mai puin solubil n ap de alimentare i, de asemenea, pentru colesterol, vitamine liposolubile A, D, E i K.

Digestia grsimilor

Dup emulsionare Grasimile sunt hidrolizat sau defalcate n funcie de enzime secretat de pancreas. Cele mai importante enzime implicate este lipazei pancreatice. Lipazei pancreatice descompune legturile primare ester, 1 sau 3 obligaiuni ester. Acest lucru face conversia trigliceride 2-monoglycerides (2-monoacylglycerols). Mai puin de 10% a trigliceridelor rmne unhydrolyzed n intestin.

Grsime metabolismului

Acizi grai cu lan scurt introduce circulaia direct, dar cele mai multe din acizi grai sunt reesterificate cu glicerol n intestinele de forma trigliceride care intra in sange ca particule de lipoproteine cu chylomicrons.

Lipoprotein Lipaza acioneaz asupra acestor chylomicrons pentru a forma acizi grai. Acestea pot fi stocate sub forma de grasime in tesutul adipos, utilizate pentru energie n orice esut cu mitocondriile utilizarea de oxigen i reesterificate a trigliceridelor n ficat i exportate ca lipoproteine numit VLDL (lipoproteine cu densitate foarte joasa).

VLDL are un rezultat similar ca chylomicrons i n cele din urm este convertit la LDL (lipoproteine cu densitate sczut). Insulina simuleaz lipoprotein Lipaza.

n timpul foame pentru perioade lungi de timp acizi grai, de asemenea, pot fi convertite n Cetona organisme n ficat. Aceste organisme ceton poate fi folosit ca sursa de energie de cele mai multe celule care au mitocondrii.

Degradarea

Acizi grai sunt defalcate n funcie de oxidare Beta. Acest lucru apare n mitocondriile i/sau peroxisomes pentru a genera acetyl-CoA. Procesul este invers de sinteza de acid gras: fragmente de dou de carbon sunt eliminate la sfritul carboxil de acid. Acest lucru apare dup dehidrogenare, hidratare i oxidare pentru a forma un beta-keto acid.

Acetyl-CoA apoi conversia ATP, CO2, iar H2O folosind ciclului acidului citric i elibereaz energie 106 ATP. Acizi grai nesaturai necesit pai suplimentari enzimatice pentru degradarea.

Cele mai frecvente boli metabolice

Metabolismul este un proces continuu. Daca o persoana mananca, doarme, alearga sau se afla in repaos, metabolismul sau merge. Metabolismul ia parte la numeroase functii ale organismului, cum ar fi vindecarea unor leziuni, reglarea temperaturii corpului, crearea de noi celule si eliminarea toxinelor din organism. Metabolismul incepe sa functioneze in momentul in care mancarea ajunge in stomac si incepe digestia.

Enzimele eliberate de pancreas si glanda tiroida ajuta la descompunerea alimentelor digerate, in substante simple. Aceste substante sunt absorbite de catre celulele corpului, care transforma aceste substante in energia necesara pentru alte procese ale organismului.

Tulburarile metabolice provoaca reactii chimice anormale in organism. Acest lucru perturba functionarea normala a corpului si duce la aparitia de probleme de sanatate. Exista diferite tipuri de boli metabolice, care includ si tulburarile metabolice ereditare. Cu toate acestea, bolile metabolice ereditare sunt considerate foarte rare si afecteaza 1 din 2500 de nou nascuti.

- Hipertiroidism. O glanda tiroida hiperactiva este caracteristica unei tulburari metabolice. Glanda tiroida elibereaza tiroxina, care ajuta la buna functionare a metabolismului. Cu toate acestea, atunci cand este eliberata in cantitati mari, tiroxina poate provoca cresterea ratei metabolismului bazal, cauzand pierdere excesiva in greutate, ritm cardiac rapid, hipertensiune arteriala si umflarea zonei de la baza gatului.

- Hipotiroidism. La polul opus hipertiroidismului se afla hipotiroidismul. Aceasta afectiune reprezinta o glanda tiroida lenesa, care nu produce o cantitate suficienta de hormoni. Deficitul de hormoni tiroidieni cauzeaza o serie de probleme de sanatate. Printre bolile pe care le poate declansa, hipotiroidismul determina resterea excesiva in greutate, rimt cardiac lent, constipatie, etc

- Diabet. Una dintre cele mai frecvent intalnite tulburari metabolice este diabetul. Diabetul este o afectiune care apare atunci cand organismul nu poate utiliza glucoza in mod corespunzator. Astfel, apare nivelul ridicat de zahar in sange. Exista doua tipuri de diabet zaharat: de tip 1 si de tip 2.

In cazul diabetului zaharat de tip 1, pancreasul produce prea putina insulina, sau deloc. In acest caz, persoana afectata are nevoie de injectii de insulina in fiecare zi. Diabetul zaharat de tip 1 provoaca o serie de manfiestari precum oboseala, senzatia constanta de foame, pierderea in greutate si tulburari de vedere. Daca este lasat netratat, diabetul zaharat poate cauza coma diabetica.

Diabetul zaharat de tip 2 este cea mai des intalnita forma de diabet si afecteaza mai multe milioane de oameni in intreaga lume. In cazul diabetului zaharat de tip 2, pancreasul produce insulina, dar organismul construieste o rezistenta anormala la propria insulina. Astfel, bolnavul trebuie sa suplimenteze cantitatea zilnica de insulina.

- Boala Addison. Boala Addison apare atunci cand glandele suprarenale prezente in vecinatatea rinichilor nu pot sa produca o cantitate suficienta de cortizol si aldosteron. In acest caz, persoana afectata sufera de intensificarea culorii pielii, reducerea tensiunii arteriale, diminuarea nivelului de zahar din sange, scaderea excesiva in geutate, oboseala, greata, dureri si slabiciune musculara. Aceste simptome apar treptat, pe parcursul a mai multe luni. Bolnavul trebuie sa urmeze terapie de substitutie hormonala, pentru a controla aceasta conditie.

Metode de analize

Cromatografia reprezinta un grup de metode de laborator care se bazeaza pe adsorbtia selectiva, prin care componentele unui amestec complex pot fi identificate si/sau purificate (adsorbtia reprezinta aderenta moleculelor la suprafata unei alte substante). Metoda a fost utilizata initial de botanistul rus Mikhail Tsvett pentru separarea de produsi intens colorati, de unde denumirea de cromatografie.

Cromatografia in coloana implica o faza mobila (lichid sau gaz) care curge peste o faza stationara (solida sau lichida). In cromatografia in coloana un amestec de molecule este separat pe baza afinitatii fiecarei molecule pentru faza mobila sau stationara: daca o molecula are o afinitate mai mare pentru faza stationara decat o alta molecula, atunci cea din urma va migra prin coloana mai rapid decat prima molecula. Solutia de analizat este adaugata prin partea superioara a coloanei si este apoi eluata cu solvent; fractiunile sunt colectate prin partea inferioara a coloanei. Exista mai multe varietati de cromatografie in coloana: cromatografia cu gel filtrare (excludere moleculara), cromatografia cu schimb de ioni, cromatografia cu faza inversa, cromatografia cu gaz-lichid, cromatografia cu interactiuni hidrofobe, cromatografia cu afinitate, cromatografia cu separare.

In cromatografia cu gel-filtrare (excludere moleculara) moleculele dintr-o solutie sunt separate in functie de marimea lor pe masura ce trec printr-o coloana de bile legate intre ele intr-o retea tridimensionala. Aceste bile polimerice (dextran, agaroza sau acrilamid) prezinta pori de anumite dimensiuni. Pe masura ce o proba trece prin coloana, moleculele mai mari decat dimensiunile porilor nu vor patrunde in ochiurile retelei ramanand in solutie, astfel incat ele vor elua primele din coloana. Moleculele mai mici vor patrunde prin pori in ochiurile retelei si astfel se vor deplasa mai lent prin coloana si vor elua ultimele din solutie. Pe masura ce proba elueaza la capatul coloanei fractiunile sunt colectate in tuburi. Fractiunile eluate sunt apoi testate pentru determinarea compozitiei si cantitatii componentelor respective prin spectrofotometrie, electroforeza sau teste functionale. Cromatografia cu gel filtrare este utilizata in primul rand pentru a purifica proteine sau alte molecule si poate fi utilizata pentru estimarea marimii unor proteine necunoscute (coloane calibrate cu proteine cu GM cunoscuta).

In cromatografia cu schimb de ioni moleculele sunt separate pe baza incarcaturii lor ionice. Faza stationara este reprezentata de o rasina cu incarcatura fixa; daca aceasta incarcatura este negativa (carboximetil celuloza), procesul se numeste cromatografie cu schimb de cationi, iar daca incarcatura este pozitiva (dietilaminoetil celuloza), este cromatografie cu schimb de anioni. Faza mobila este reprezentata de o solutie tampon. Atunci cand o proteina trece prin coloana se poate lega de matrice si poate fi in continuare eluata prin cresterea concentratiei ionice a solutiei tampon (elutia poate fi privita ca o competitie pentru situsurile de legare ale matricei; pe masura ce puterea ionica a tamponului creste, o sare ionica din tampon va ocupa un situs al matricei si proteina va fi eluata din coloana). pH-ul solutiei tampon este critic in cromatografia cu schimb de ioni. Exista doua cai de efectuare a elutiei: prin gradient, in care concentratia salina creste constant si gradual in timpul procesului de elutie si elutia brusca, in care modificarea in concentratia salina este abrupta.

Electroforeza, ca si cromatografia cu schimb de ioni, poate fi utilizata ca un instrument eficient pentru analiza unui amestec de ioni. O fasie de hartie sau gel polimeric saturata cu un electrolit este asezata astfel incat sa traverseze doua solutii care contin electrozi. Amestecul de analizat este aplicat pe hartie/gel si cei doi electrozi sunt conectati la o sursa de inalta energie (~5000 volti). Ionii pozitivi vor migra intr-o directie, iar cei negativi in cealalta directie. Cu cat este mai mare incarcatura ionului, cu atat va migra mai departe. Metoda este in mod special utila pentru separarea amestecurilor proteice.

In cromatografia cu faza inversa moleculele sunt legate de o matrice hidrofoba (hidrocarburi cu lant lung legate de o matrice de silicon) intr-un tampon hidrofil. Moleculele pot fi apoi eluate prin scaderea polaritatii tamponului, de exemplu prin cresterea concentratiei de alcool sau alt solvent nepolar din tampon.

Cromatografia cu afinitate este utilizata mai mult in scop de cercetare; moleculele sunt separate pe baza unor aspecte specifice ale structurii si activitatii lor biologice. Sunt utilizati liganzi care sunt imobilizati intr-o matrice de suport, din care este efectuata o coloana; peste coloana se toarna proba care contine proteina de interes si care se leaga de liganzii continuti in coloana; proteina este apoi eluata, fie prin modificarea conditiilor din coloana (modificarea pH-ului sau concentratiei saline), fie prin utilizarea unei alte molecule care va intra in competitie cu molecula de interes pentru situsurile de legare ale liganzilor. Exemple de liganzi in functie de substanta de purificat: substrat, inhibitor, cofactor (pentru enzime), antigene (pentru anticorpi), secvente de baze complementare (pentru acizi nucleici).

Cromatografia lichida de inalta performanta utilizeaza pompe care furnizeaza presiuni inalte care imping solventii prin coloane metalice. Aceasta creste viteza procesului de separare si previne raspandirea solutiilor care poate aparea in cromatografia in coloana gravitationala. Separarea are loc in minute in loc de ore si este net superioara. Utilizand cromatografia cu faza inversa pot fi separate doua proteine a cate 100 aminoacizi fiecare care difera printr-un singur aminoacid.

Cromatografia cu gaz utilizeaza un lichid cu punct de fierbere inalt impregnat intr-un suport solid inert ca faza solida si heliu ca faza mobila, intregul sistem fiind incalzit. Solutul este injectat in coloana si se volatilizeaza imediat, heliul indepartand componentele din coloana, fiecare component fiind inregistrat de un detector care determina cantitatea relativa a acestuia. Polaritatea si volatilitatea componentelor determina timpul cat acestea sunt retinute de coloana. Capacitatea coloanei in cromatografia cu gaz fiind foarte mica, aceasta este utilizata in principal ca un instrument analitic.

In cromatografia in strat subtire si cromatografia cu hartie coloana este inlocuita cu un strat adsorbant (silicon, aluminiu, celuloza) aplicat pe un suport de sticla/plastic/folie de aluminiu. Solutul este aplicat cu un tub capilar, iar solventul este lasat sa se evapore. Apoi componentele sunt eluate cu un solvent care este lasat sa urce pe placuta prin actiune capilara, antrenand componentele amestecului in grade diferite. In final se aplica un agent oxidant, astfel incat fiecare component apare ca o pata intunecata pe placuta, localizarea si marimea fiecareia dintre acestea servind pentru identificarea si masurarea cantitatii relative a componentelor.

Aplicatii ale cromatografiei in laboratorul Synevo: determinarea acidului vanilmandelic, metanefrinelor si 17-cetosteroizilor urinari.

pH-metria computerizat tip Holter

pH-metria esofagian computerizat tip Holter reprezint o tehnic modern de investigare a aciditii stomacului i esofagului;

n funcie de tipul de electrod ataat, metoda poate nregistra pH-ul la unul sau mai multe niveluri (esofag proximal, esofag distal, sfincter esofagian inferior, stomac) sau se poate folosi pentru nregistrarea concomitent a presiunilor la nivelul tubului digestiv superior.

Procedura este utilizat pentru a preciza cantitativ severitatea refluxului gastric sau pentru a diferenia patologia de reflux de alte boli.

Testul stabilete dac exist o corelaie ntre regurgitarea de acid i diverse simptome: durere retrosternal, tuse seac nocturn, senzaia de sufocare nocturn, astm, rgueal (disfonie), senzaia de nod sau durere n gt.

Avantajele pH-metriei

pH-metria permite identificarea automat a episoadelor de reflux mbuntind capacitatea de detecie a evenimentelor i eliminnd posibilitatea erorilor n interpretarea rezultatelor;

Monitorizarea ofer informaii complexe privind toate categoriile de reflux depistate pe parcursul investigaiei (posprandial, poziional, postmedicamentos) care servesc la evaluarea bolii de reflux gastroesofagian (BRGE);

Metoda furnizeaz informaii privind: analiza refluxului acid; scorul i componentele DeMeester;

Informaiile nregistrate pot fi corelate cu datele de impedan;

Explorarea permite analiza refluxurilor acid, slab-acid si non-acid/alcalin; analiza indexului simptomelor, interpretarea semnificaiei clinice a episoadelor de reflux corelnd informaii despre posibile simptome tipice/atipice asociate (tusea cronic, regurgitaiile, arsurile i/sau durerile retrosternale , disfagia etc.), asocierea cu diverse condiii habituale care pot influena frecvena i gravitatea episoadelor de reflux (alimentaie , ingestie de medicamente i lichide, poziia corpului).

Este indicata in:

Boala de reflux gastroesofagian (BRGE) i esofagita peptic rebel la tratamentul medicamentos, mai ales naintea sau dup tratamentul chirurgical:

Pacieni cu simptome de reflux care nu rspund la tratamentul medicamentos intensiv,

Evaluarea pacienilor cu manifestri de reflux, cu aspect endoscopic relativ normal sau echivoc, dar refractari la tratament,

Documentarea unei expuneri anormale la reflux acid in cazul pacienilor cu aspect endoscopic negativ naintea unei intervenii chirurgicale anti-reflux,

Evaluarea beneficiului unei intervenii chirurgicale la pacienii cu simptome recidivante,

Evaluarea pacienilor cu simptome persistente dup o intervenie chirurgical anti-reflux;

Hernia gastric transhiatal (diafragmatic) naintea tratamentului chirurgical;

Manifestri de tip reflux (arsuri, dureri, regurgitaii) la bolnavi cu afeciuni biliare sau colecistectomie pentru a putea stabili natura acid sau alcalin a refluxului gastro-esofagian i implicit pentru alegerea tratamentului (antisecretoare gastrice, prochinetice, sucralfat, sruri de aluminiu, ageni tensioactivi);

Orice afeciune funcional esofagian fr o etiologie precis sau rebel la tratament: achalazie, spasm esofagian difuz, etc.;

Durerea precordial atribuit cardiopatiei ischemice care nu cedeaz la tratamentul anti-anginos corect efectuat;

Durerea retrosternal cronic la bolnavi cu traseu electrocardiografic de repaus i de efort fr modificri sau coronarografie normal;

Durerea retrosternal declanat de tuse, constipaie, prnzuri copioase sau eforturi care induc creterea presiunii intraabdominale (la ridicarea de greuti) ori modificarea poziiei corpului ("cu capul n jos");

Disfagia (tulburarea de nghiire, senzaia de nod n gt) fr cauz aparent, inclusiv manifestrile interpretate drept spasmofilie

Disfonia (rgueala), dispneea (crizele de astm i sufocare, mai ales nocturne), tusea seac nocturn;

Evaluarea efectului antiacid al medicamentelor utilizate n tratamentul ulcerului, n caz de eec terapeutic.

Constantele sanguine

Hemoglobina este pigmentul respirator (pigmentul rou), a tuturor vertebratelor, fiind prezent n eritrocite, unde are rol n transportul oxigenului

HYPERLINK "http://ro.wikipedia.org/wiki/Hemoglobin%C4%83" \l "endnote_scientific-artA"[A] (oxihemoglobin), i a CO2 (carbohemoglobin). Constituit dintr-o component proteic numit globin[B] i o component prostetic, colorat, hemul, un nucleu porfirinic cu 11 duble legturi conjugate. Molecula hemoglobinei este un ansamblu alctuit din 4 subuniti proteice, formate dintr-un lan proteic strns asociat cu grupul hemic. Fiecare lan proteic adopt o conformaie de alfa helix identic cu globina din alte proteine (mioglobina de exemplu).

Structura

Gruparea hemic are un atom de fier cuplat cu inelul porfirinic. Atomul de fier realizeaz o legtur puternic cu proteina globular prin intermediul nucleului imidazolic al unei molecule de histidin[C], protein situat de obicei n planul inferior comparativ cu planul hemul.

Complexul are structur octaedric

Planul superior este ocupat de o legtur reversibil cu oxigenul din heterociclu, configuraia compusului format fiind cea de tip octaedric. Atunci cnd oxigenul nu este legat, locul su este luat de o molecul de ap, conformaia fiind a unui octaedru neregulat. Fierul are 2 ioni: Fe2+ i Fe3+, ns Fe3+ nu poate lega O; legarea O se face i cu oxidarea de ctre oxigen a Fe la Fe3+, deci fierul trebuie s existe n forma de oxidare +2 pentru a lega oxigenul. La om hemoglobina are o conformaie de tetramer, numit hemoglobina A, format din 2 lanuri i 2 lanuri , formate fiecare din 141, respectiv 146 aminoacizi. Hemoglobina A se numeroteaz 12, subunitile fiind legate prin puni de sare, legturi de hidrogen i interacii hidrofobe astfel: 11 12. Ionii de Fe2+ i Fe3+ conin respectiv 24 25 e- (configuraia electronic este [Ar]3d6 4s2, [Ar]3d5 4s2d).

Degradarea hemoglobinei

Atunci cnd are loc moartea hematiilor, membrana lor se rupe, hemoglobina este hidrolizat iar Fe recuperat. Ciclul porfirinic se desface iar fragmentele sunt metabolizate de ficat. n urma procesului rezult o molecul de CO pentru fiecare molecul de hemoglobin metabolizat. Procesul este unul natural i reprezint o surs de CO pentru corpul uman, monoxid care se elimin prin aerul expirat. Produsul de metabolizare final este bilirubina, un pigment de culoare galben a crui nivel semnific distrugerea hematiilor. Dac ritmul de degradare a hemoglobinei este prea rapid, ea poate bloca anumite capilare mai ales capilarele din rinichi determinnd apariia unor boli. Scderea hemoglobinei neasociat cu scderea numrului de hematii poart denumirea de anemie; anemia are drept principal cauz deficiena de Fe. Ca urmare a acestei deficiene, scade sinteza de hemoglobin, hematiile vor fi de tip hipocrom (srace n pigment) i microcitic (mai mici dect n mod normal). n hemoliz (distrugere a hematiilor mai rapid dect sinteza), icterul asociat este cauzat de metabolitul bilirubin i de hemoglobina circulant care poate determina blocaj renal.

Hemoglobinopatiile sunt mutaii la nivelul lanului globinei, cele mai des ntlnite fiind anemia falciform (siclemia) i talasemia; tot n cadrul globinopatiilor sunt i porfiriile, caracterizate de erori n sinteza hemului.

La nivel mai mic se pare c hemoglobina A se combin cu glucoza, pe care o leag ntr-un anumit situs, formnd compusul HbA1c (hemoglobina glucosilat, sau glicat). Pe msur ce concentraia glucozei crete , procentul de HbA trasnformat n HbA1c crete i el. La diabetici, unde glucoza are valori foarte mari, i compusul tinde ctre valori mari, procentul su fiind reprezentativ pentru nivelul glucozei sanguine datorit timpului de via a hematiilor 50-55 zile.

Msurare (teste de laborator)

Hemoglobina este urmrit n permanen n cadrul testelor sanguine, (numrarea hematiilor), rezultatele fiind exprimate n uniti de concentraie masic: g/L, g/dL, mol/L (1g/dL = 0,621mmol/L). Dac concentraia Hb totale scade sub acest punct, este vorba de o anemie. Determinarea Hb se face prin analiz sanguin i urmrirea valorii hematocritului care reprezint volumul ocupat de hematii n cadrul volumului sanguin. Datorit legrii glucozei la Hb cu formarea complexului HbA1C, a crui nivel este direct proporional cu cantitatea glucozei sanguine, se poate monitoriza mai precis cantitatea glucozei sanguine care ar fi relativ greu de efectuat din cauza variaiilor orare ce ar da rezultate ce nu pot fi semnificative i pot da erori la interpretare. Pentru acest motiv se urmrete complexul HbA1C. De obicei o valoare mai mic sau egal cu 6% reprezint un nivel normal al glucozei sanguine, n timp ce valori de peste 7% indic un nivel ridicat al glucozei (diabet). Urmrirea valorii complexului se poate face doar la subiecii sntoi care au un ciclu al hematiilor normal. La indivizii cu dereglri ale acestui ciclu cum ar fi bolnavii cu anemie falciform, unde se pot ntlni alte tipuri de hemoglobina (Hb S), ciclul de via este mult mai scurt. Din acest motiv se folosete testul nivelului de fructozamin, test care are la baz msurarea gradului de legare a glucozei de albumina seric, detereminndu-se astfel nivelul sanguin al glucozei. Concentraia sanguin a hemoglobinei poate fi msurat cu hemoglobinometru electronic.[E]

Tipuri de hemoglobin

Hemoglobin uman1.La embrion:

Gower 1 (22)

Gower 2 (22) [F] Hemoglobina Portland (22)

2.La fetus:

Hemoglobina F (22) [G]3.La adult:

Hemoglobina A (22) [H] - Tipul cel mai des ntnit.

Hemglobina A2 (22) - Lanurile se sintetizeaz cam din al III-lea semestru de sarcin i al aduli reprezint cam 2,5%.

Hemoglobina F (22) - La aduli hemoglobina F este restrns la o populaie limitat de hematii numite celule F.

Hemoglobina S - Tipul de hemoglobin ntlnit la hematiile n form de secer (anemia falciform).

Alte tipuri de (hemo)globin

Mioglobina: Este identificat n muchi, ntlnindu-se la toate vertebratele, unde coloreaz muchii n rou sau cenuiu nchis. Este foarte asemntoare cu hemoglobina, ns difer de aceasta prin faptul ca nu prezint uniti tetramerice. De regul stocheaz oxigenul pentru a fi transportat mai departe.

Hemocinina: Este al 2-lea transportor de oxigen din mediul animal, identificat la artropode i molute, avnd heteroatom ionul de Cu, iar culoarea sa datorit acestui fapt este albastr atunci cnd leag oxigenul.

Hemeritrina: ntlnit la unele nevertebrate marine i anumite specii de anelide, avnd heteroatom ionul de Fe, culoarea sa este roz/violet cnd este oxigenat, incolor cnd oxigenul nu este legat.

Clorocruorina: Identificat la multe anelide, asemntoare cu eritrocruorina, ns grupare hemic este diferit. Cnd nu leag oxigenul are culoarea verde, n timp ce oxigenat are culoare roie.

Vanabina: ntlnit la urocordate, se pare c heteroatomul este ionul de vanadiu (ipotez neconfirmat).

Eritrocruorina: Identificat la multe anelide, este un complex proteic cu masa de peste 3,5 milioane daltoni.

Pinaglobina: Identificat doar la molusca Pinna squamosa, heteroatomul fiind ionul de Mn.

Leghemoglobina: Identificat la specii de leguminoase (lucern, soia), bacteriile fixatoare de azot sunt protejate de aceast protein care are drept heteroatom ionul de Fe.

Coagularea

Hemostaza secundara (timpul plasmatic) conduce la formarea fibrinei insolubile din fibrinogenul plasmatic, printr-o succesiune de reactii in cascada cunoscute sub numele de cascada coagularii.

Coagularea cuprinde 2 cai alternative de activare a protrombinei (calea intrinseca si extrinseca) si o cale comuna prin care trombina transforma fibrinogenul in fibrina.Unii factori ai coagularii (II, VII, IX, X, XI, XII, XIII) sunt serin proteaze care circula sub forma de zimogeni (precursori inactivi) si care se activeaza in cascada. Factorii V si VIII sunt cofactori; ei nu sunt enzime, dar participa la procesul de coagulare prin activarea altor factori. Factorii II, VII, IX si X contin resturi de acid - carboxiglutamic si necesita prezenta vitaminei K pentru carboxilare.

Coagularea sangelui este initiata de doua categorii de factori:- intrinseci (exclusiv sanguini)- cu rol in declansarea caii intrinseci- extrinseci (de origine tisulara)- cu rol in declansarea caii extrinseci

Atat calea intrinseca, cat si cea extrinseca conduc la transformarea protrombinei in trombina, care, la randul sau, transforma fibrinogenul in fibrina.Desi mult timp considerate independente, cele doua cai interactioneaza, fapt demonstrat de hemoragiile puternice care se produc atunci cand exista o deficienta la nivelul unui singur factor de coagulare al unei singure cai.

Calea intrinseca (calea activarii prin contact) este declansata de activarea factorului XII la contactul cu endoteliul vasului lezat. Activarea F XII poate initia, de asemenea si calea extrinseca, fibrinoliza si activarea complementului.

In afara F XII, in initierea caii intrinseci mai sunt implicati si F XI, prekalikreina si HMWK (high molecular weight kininogen). Interactiunea F XII cu subendoteliul determina autoactivarea sa si actiunea asupra prekalikreinei si F XI. Independent de F XII, prekalikreina si HGWK interactioneaza cu suprafata lezata in vecinatatea situs-ului de legare a F XII, activandu-se si ele. Kalikreina astfel formata poate cliva F XII, ducand la amplificarea cascadei.In asociere HMWK, F XII activeaza F XI, iar acesta, la randul sau, F IX printr-o reactie ce necesita ioni de Ca. Urmeaza reactii de activare succesive ce implica F VIII, ioni de Ca si fosfolipidele situate la suprafata trombocitelor.

Factorul X, cel ce activeaza protrombina, este activat in calea intrinseca prin actiunea complexului tenazic format din F VIIIa si cofactorul su IXa.

Calea extrinseca este initiata cand factorul tisular TF interactioneaza cu F VIIa. Acest complex, impreuna cu ionii de Ca si fosfolipidele trombocitare de suprafata activeaza FX. FXa interactioneaza cu FVa pentru a forma complexul protrombinazic, cu rol in activarea protrombinei.

Calea comuna incepe cu activarea protrombinei. Trombina astfel formata catalizeaza procesul de transformare a fibrinigenului solubil din plasma in fibrina prin trei reactii succesive. In prima, interactiunea fibrinogenului cu trombina conduce la clivajul proteolitic al legaturii peptidice Arg-Gly de la capatul amino terminal cu eliberarea fibrinopeptidelor A si B si a monomerilor de fibrina.

Urmeaza agregarea unitatilor monomere de fibrina intr-o structura polimerica partial insolubila. Aceasta agregare se realizeaza prin interactiuni electrostatice si forte van der Waals stabilite intre diferitele grupari din structura fibrinogenului demascate in etapa anterioara. Procesul decurge independent de prezenta trombinei.

A treia etapa consta in transformarea polimerului de fibrina in fibrina insolubila sub actiunea factorului XIII a. Factorul XIII actioneaza ca o transglutaminaza ce catlizeaza formarea de legaturi incrucisate intre gruparile glutamil ale resturilor de glutamina din structura unei catene polimer formata anterior si o grupare amino a unui rest de lizina aparinand altei catene.

Oprirea cascadei coagularii se realizeaza atat prin dilutia fiziologica in plasma a factorilor de coagulare activi si catabolizarea lor la nivelul ficatului, cat si prin inhibitia trombinei prin actiunea antitrombinei. Acelasi efect inhibitor il are si proteina C, inhibitor al factorilor IX si X.

Vitaminele

Vitaminele sunt substane chimice organice necesare n cantiti mici pentru ca organismul s fie sntos. Majoritatea vitaminelor nu pot fi sintetizate de ctre organism, deci ele trebuie obinute din alimentaie.

Termenul de vitamine nu cuprinde ali nutrieni eseniali cum ar fi mineralele, acizii grai eseniali sau aminoacizii eseniali.

Suplimentarea cu vitamine este larg rspndit n ziua de azi. Multor alimente li se adaug vitamine n plus fa de ce conin iniial n timpul procesului de fabricaie. Una din problemele suplimentrii cu vitamine este faptul c multe dintre ele cresc n mod semnificativ apetitul. n ziua de astzi, obezitatea este o problem serioas, iar suplimentarea cu vitamine o poate crea sau accentua. Exist oameni care au devenit obezi din cauza suplimentrii cu vitamine n copilrie sau adolescen.

Termenul de vitamin a fost folosit pentru prima dat de biochimistul polonez Casimir Funk n 1912. Vita, n limba latin, nseamn via, iar sufixul -amin este pentru amine; la momentul respectiv se credea c toate vitaminele sunt amine. Acum ns se tie c nu este aa.

Deficiene i excese de vitamine

Un organism poate supravieui pentru un timp fr vitamine, dei deficitul prelungit de vitamine poate duce la boli, de obicei dureroase i potenial fatale. Rezervele organismului de vitamine pot varia foarte mult; un adult poate avea un deficit de vitamina A sau B12 de un an sau mai mult nainte s se apar vreo boal, n timp ce vitamina B1 din rezerve nu rezist mai mult de dou sptmni.

Vitaminele solubile n grsimi pot fi pstrate ca rezerv n organism i sunt toxice cnd sunt luate n exces. Vitaminele solubile n ap nu sunt pstrate n organism, cu excepia vitaminei B12, rezerva ei aflndu-se n ficat.

Nomenclatur

Vitaminele pot prezenta mai multe denumiri:

DENUMIREA ALFABETICA:

se folosesc literele mari ale alfabetuluiu A,B, C,D,E K i diferii indici n cadrul unui tip de vitamin D2-D3, B1, B2 ,B6 etc.

DENUMIREA CHIMIC: are la baz structura chimic a vitaminei

A1 RETINOL

B1 TIAMIN

B2 RIBOFLAVIN

B6 PIRIDOXINA

C ACID ASCORBIC

E TOCOFEROL

H1 ACID PARAAMINOBENZOIC

K FITOMENADION

DENUMIREA TERAPEUTIC dup efectul terapeutic

A ANTIXEROFTALMICA

C ANTISCORBUTIC

D ANTIRAHITIC

E ANTISTERILITII

PP ANTIPELAGR

K ANTIHEMORAGICA

Clasificare

S-a ncercat o clasificare n funcie de mecanismul de aciune, dei nu este pe deplin cunoscut pentru toate vitaminele. Multe vitamine funcioneaz ca atare sau dup o prealabil biotransformare, formnd coenzime ale unor enzimespecifice (toate vitaminele B, biotina, vitaminele A i K). Altele acioneaz pe ci asemntoare hormonilor (D i A). Unele (vitaminele C i E) funcioneaz ca sisteme antioxidante fa de peroxizii nocivi. Vitaminele A (retinalul, acidul retinoic) au modaliti particulare de aciune. O clasificare mai veche mprea vitaminele n 2 mari clase, n funcie de solubilitatea lor: - vitamine hidrosolubile (solubile n ap),din care fac parte toate vitaminele B, biotina, acidul ascorbic; - vitamine liposolubile, insolubile n ap, solubile n lipide (grsimi), din care fac parte vitaminele A,D,E i K. Exist o serie de substane, numite antivitaminecare prezint o aciune antagonist vitaminelor i care produc efectele avitaminozelor respective. n principiu fiecare vitamin poate avea una sau mai multe antivitamine.

SOLUBILITATE:

LIPOSOLUBILE: A, D, E. K (solubile n grsimi).

HIDROSOLUBILE: COMPLEXUL B , VITAMINA C (solubile n ap).

MECANISM DE ACIUNE

EFECT NUCLEAR actioneaz influennd transcripia ADN: vitamina A i vitamina D. EFECT MEMBRANAR- mpiedic aciunea unor radicali liberi n organism vitamina E, vitamina C. TRANSFERAREA UNOR GRUPRI FUNCIONALE (CO2, CH3, NH2) vitaminele B1, B6, B12, BIOTINA, ACID FOLIC. TRANSFER DE ELECTRONI: Vitamina PP, vitamina B2, vitamina K.

VITAMINELE HIDROSOLUBILE

Din aceast clas fac parte compui polari, solubili n ap, dar cu structuri i funcii biochimice foarte diferite.Un numr dintre ele alctuiesc grupul vitaminelor B, prezente n drojdie, n semine de cereale, n ficat. Lipsa de aport prin alimentaie, provoac stri de policaren i nu de hipovitaminoz anume. Sunt absorbite la nivelul intestinului subire, trecnd n circulaia portal. Se stocheaz n cantiti foarte mici i sunt eliminate urinar.De aceea trebuie continuu furnizate prin alimentaie . Excesul este, n general bine tolerat, surplusul eliminndu-se urinar, far afectarea organismului. Excepie face supradozarea unora cum sunt acidul nicotinic i vitamina B6.

Vitamina E (tocoferol) rol, caren, exces

Termenul de vitamina E descrie un grup de opt antioxidani. Exist patru tocoferoli (alfa, beta, gama i delta) i patru tocotrienoli (alfa, beta, gama i delta). Cele opt forme de vitamina E au diferite nivele de activitate biologic.

Cea mai important form de vitamina E este alfa tocoferolul, acesta fiind forma ce se gsete n concentraia cea mai mare n snge i esuturi i de aceea va fi subiectul principal al acestui articol. Nivelul de vitamina E din snge depinde de ficat.

Ficatul preia formele de vitamina E absorbite la nivelul intestinului subire, apoi secret preferenial alfa tocoferol i metabolizeaz i elimin celelalte forme de vitamina E. Acesta este i motivul pentru care alfa tocoferolul se gsete n concentraii mult mai mari dect celelalte forme.

Vitamina E este un antioxidant liposolubil ce protejeaz organismul de aciunea radicalilor liberi. Cercettorii ncearc s stabileasc dac limitarea producerii de radicali liberi prin intermediul vitaminei E poate preveni diferitele afeciuni cauzate de acetia.

Vitamina E este foarte important i pentru activitatea sistemului imunitar, exprimarea genelor i dilatarea vaselor de snge. Alfa tocoferolul mpiedic oxidarea lipoproteinelor LDL i formarea de compui ce pot produce diferite afeciuni cardiovasculare.

n momentul n care o molecul de vitamina E n