Medžiagų apykaita - tai biocheminių ir energetinių procesų, vykstančių gyvuose organizmuose, visuma. Šie procesai leidžia suvalgytą maistą paversti energija, kurią organizmas naudoja anabolizmo ir katabolizmo reakcijoms.
Vykstant katabolinėms reakcijoms arba sudėtingesnių molekulių cheminiams ryšiams suirus į mažesnes molekules, išsiskiria energija. Šią energiją organizmas naudoja įprastinei veiklai, pavyzdžiui, raumenų darbui ar kūno temperatūros palaikymui, taip pat įprastinėms gyvybinėms funkcijoms, pavyzdžiui, kvėpavimui, virškinimui ir kraujotakai, atlikti ramybės sąlygomis.
Bazinė Medžiagų Apykaita ir Energijos Poreikis
Minimalių katabolinių reakcijų, būtinų, kad organizmas galėtų atlikti šias gyvybiškai svarbias veiklas ramybės ir optimalios temperatūros sąlygomis, visuma vadinama BAZINE MEDŽIAGŲ APYKAITA, o katabolinių reakcijų, būtinų normaliai fizinei veiklai atlikti, visuma vadinama ENERGIJOS APYKAITA. Bazinei medžiagų apykaitai įtakos turi genetiniai veiksniai, amžius, lytis ir hormoniniai veiksniai, o energijos - kasdienis fizinis aktyvumas ir suvartojamas maistas.
Su maistu gaunamos medžiagos, pavyzdžiui, angliavandeniai, baltymai ir riebalai, yra tikrasis biologinis kuras: gyvūnų organizme, esant deguoniui, jie suskaidomi iki anglies dioksido ir vandens. Šis procesas, vykstantis per šimtus tarpinių cheminių reakcijų, apima daugybę energijos transformacijų ir viduląstelinių atsarginių medžiagų sintezę.
Šios įvairios maisto medžiagos suteikia skirtingą energijos kiekį:
- 1 gramas angliavandenių išskiria apie 4 kcal.
- 1 gramas riebalų išskiria apie 9 kcal.
- 1 gramas baltymų išskiria apie 4 kcal.
Iš čia kyla poreikio apibrėžimas, t. y. pagrindinių maisto medžiagų paros kiekiai, kuriuos reikia sunaudoti, kad būtų galima patenkinti tiek bazinės medžiagų apykaitos išlaidas, tiek įvairioms fizinėms veikloms reikalingą energiją. Maistas turi būti įvairus, t. y. jame turi būti visų maisto medžiagų (baltymų, vitaminų, mineralinių medžiagų, angliavandenių, riebalų), kad suvartotų kalorijų suma atitiktų energijos poreikį (tačiau reikia atsižvelgti į tai, kad skirtingi maisto produktai turi skirtingą kaloringumą).
Jei „suvalgytos“ kalorijos yra lygios išeikvotoms kalorijoms, tada organizmo kalorijų balansas yra pusiausvyroje; jei gautų kalorijų yra daugiau nei suvartotų, organizmas kaupia kalorijas, t. y. storėja; ir atvirkščiai, jei gautų kalorijų yra mažiau nei suvartotų, organizmas netenka energijos, t. y. mažėja svoris.
Atsižvelgiant į šias prielaidas, akivaizdu, kad kiekvienas organizmas turi savo medžiagų apykaitą, kurios dėka jis naudoja molekules, gaunamas virškinant ir skaidant įsisavintą maistą.
Vis dėlto kartais pasitaiko, kad būtina papildyti pašarus papildomais elementais, reikalingais gyvūno poreikiams arba bet kuriuo atveju naudingais jo gerovei palaikyti; būtent dėl šios priežasties papildas gali kompensuoti galimą trūkumą.
Maistas turi būti įvairus, t. y. jame turi būti visų maisto medžiagų, tokių kaip baltymai, riebalai, angliavandeniai, vitaminai ir mineralai. Tačiau kartais gali prireikti tam tikrų maisto medžiagų, kurios būtinos gyvūno poreikiams arba bet kuriuo atveju naudingos jo gerovei, papildymo.
Vitaminai ir Mikroelementai
Vitaminai yra labai svarbūs bioreguliatoriai, nes jie kartu su hormonais tiesiogiai ir netiesiogiai per fermentinius mechanizmus lemia visų fiziologinių procesų vyksmą. Pagal tirpumą jie skirstomi į riebaluose tirpstančius (kaupiami kepenyse, yra organizmo atsargos), kurie tirpsta riebaluose ir apoliniuose tirpikliuose, ir vandenyje tirpstančius (organizme nesikaupia, todėl juos būtina kasdien gauti su maistu), kurie tirpsta poliniuose tirpikliuose, pavyzdžiui, vandenyje.
Visi vitaminai yra atsakingi už konkrečias užduotis, o jų trūkumas gali sukelti organizmo veiklos sutrikimus ir (arba) disfunkciją.
Svarbūs Vitaminai:
- VITAMINAS A (retinolis) - riebaluose tirpus vitaminas, labai svarbus regėjimui, kaulų augimui ir taisyklingų imuninės sistemos funkcijų palaikymui.
- VITAMINAS D3 (cholekalciferolis) yra riebaluose tirpus vitaminas, kuris atlieka vaidmenį kalcio homeostazės reguliavimo mechanizme, jis svarbus skeleto vystymuisi ir kaulų mineralizacijai.
- VITAMINAS E (α-tokoferolis) - riebaluose tirpus vitaminas, pasižymintis antioksidaciniu aktyvumu.
- B GRUPĖS VITAMINAI (B1 B2 B6 B12) - tai vandenyje tirpių vitaminų grupė, kurią sudaro ne mažiau, kaip 15 elementų ir kuriai, nepaisant molekulinės struktūros nevienalytiškumo, bendra tai, kad jų molekulinėje struktūroje yra azoto ir jie atlieka kofermentinę funkciją.
- VITAMINAS C (askorbo rūgštis) - vandenyje tirpus vitaminas, plačiai paplitęs žaliose daržovėse, citrusiniuose vaisiuose ir dygstančiose sėklose, pasižymintis stipriu antioksidaciniu aktyvumu.
- NIACINAS - vitaminas, plačiai paplitęs žolėse, šiene, grūduose, miltuose ir kt., dalyvauja perduodant nervinius impulsus neuronų sinapsių lygmenyje, prisideda prie normalios nervų sistemos veiklos.
- BIOTINAS IR KALCIO D-PANTOTENATAS - tai vandenyje tirpūs vitaminai, kurių yra kiaušinio trynyje, piene ir kepenyse.
Mikroelementai neturi energijos, bet yra būtini gyvūnų mitybai, tačiau gyvūnas jų negali susintetinti (skirtingai nei kitų mitybos komponentų), todėl jie būtinai turi būti gaunami su įprastu maistu ir pakankamais kiekiais, kad patenkintų gyvūno poreikius.
Svarbūs Mikroelementai:
- GELEŽIS yra vienas svarbiausių gyvūnų organizmų mikroelementų.
- L-KARNITINAS - būtinas junginys riebalų rūgščių pernešimui per membranas, todėl atlieka energijos nešėjo funkciją.
Riebalų Virškinimas ir Pasisavinimas
Žmogaus organizmas su maistu per parą gauna maždaug nuo 80 iki 150 g lipidų. Pagrindinę jų masę sudaro riebalai, kurie kartu su gliukoze yra pagrindinis energijos išteklius. Racionaliausiai būtų šiek tiek didesnę nei pusę maistinių riebalų gauti iš gyvulinės kilmės maisto produktų ir apie 40% iš augalų. Augalinės kilmės riebalai, kurie dar vadinami skysti riebalai arba tiesiog aliejai, savo sudėtyje turi organizmui svarbių polinesočiųjų riebalinių rūgščių, tokių kaip linolo, linoleno ar arachidono.
Maisto lipidų virškinimas prasideda skrandyje. Nors maiste esantys lipidai ir yra priimtini mūsų organizmams, bet maisto lipidų ir žmogaus organizmo lipidų sudėtis bei cheminės savybės skiriasi.
Didžioji dalis riebalų yra suskaidoma plonosiose žarnose, bet, jau nedidelė riebalų dalis skrandyje yra hidrolizuojama veikiant „liežuvio lipazei”. Kadangi, riebalai nėra tirpūs vandenyje, tai jie gali būti veikiami vandenyje ištirpusių fermentų tik vandens ir lipidų ribos fazių vietoje. Tam, kad lipidai būtų virškinami, jie turi būti susmulkinti arba kitaip sakant emulsinti.
Prasidėjęs pankreatininės lipazės, kuri hidrolizuoja riebalus, išskyrimas ir poveikis parodo, kad prasidėjo riebalų emulsinimas. Suvalgius riebaus maisto tulžies rūgštis yra išskiriama į dvylikapirštės žarnos spindį. Tulžies rūgštys veikia kaip detergentai, po kurių poveikio ant riebalų lašelių mažėja įtampa ir jie suskyla į daugybę mažesnių (emulsinimas), dėl to padidėja apdorojamo paviršiaus plotas ir pagreitinama riebalų hidrolizė kasos pankreatinine lipaze.
Šioje vietoje reiktų paminėti, kad riebalų virškinimo sutrikimai skatina bakterijų dauginimąsi, puvimo ir meteorizmo procesus žarnyne.
Vėlesni riebalų hidrolizės etapai žarnyne tęsiasi veikiant pankreatininei lipazei. Riebalų rūgštys su trumpa grandine, kaip tirpios vandenyje, dalinai jau yra pasisavinamos skrandyje, o likusios riebalinės rūgštys pasisavinamos plonojoje žarnoje.
Lipoproteinai ir Riebalų Apykaita
Veikiant organizmo fermentinėms lipazėms lipidai suskaidomi iki paprastesnių arba pavienių junginių, pvz., susidaro glicerolis, riebalų rūgštys ar monoacilgliceroliai. Susidariusios medžiagos absorbuojamos žarnyno gleivinės epitelio ląstelėmis. Jos nėra iškart panaudojamos tokios kokios buvo gautos, bet yra sintetinami labiau žmogaus organizmui būdingi riebalai.
Riebalai yra hidrofobinės medžiagos, t. y. vandenyje netirpios medžiagos, vadinasi netirpios ir kraujyje. Todėl, kad kraujyje būtų galima lipidus pernešti, organizme susidaro lipidų su tam tikrais baltymais kompleksai - lipoproteinai. Lipoproteinai (chilomikronos) yra paimami į limfą, vėliau į kraują ir išnešiojami po visą organizmą (kepenis, griaučių raumenis, širdį, inkstus, plaučius).
Kiekvienas iš lipoproteinų tipų susidaro skirtinguose audiniuose ir perneša tam tikrus lipidus. Pavyzdžiui, chilomikronai perneša maisto (egzogeninius) lipidus iš žarnyno į audinius, todėl triacilgliceroliai sudaro iki 85% šių dalelių masės.
Jei lipoproteinai yra tam tikri medžiagų, o ypač lipidų pernešėjai, tai atėjus šių medžiagų panaudojimo laikui jas kažkokiu tai būdu reikia iš ten paimti. Šiam reikalui yra pasitelkiamas fermentas lipoproteino lipazės. Skirtingų audinių lipoproteinų lipazės kiek skiriasi, pavyzdžiui, riebalinio audinio lipoproteino lipazė skiriasi nuo širdies lipazės, todėl chilomikronų riebalų hidrolizė riebaliniame audinyje vyksta absorbciniu periodu.
Riebalų skaidymas yra suaktyvinamas tais atvejais, kai gliukozės nebepakanka aprūpinti organizmo energetinių poreikių: postabsorbcinis periodas (nevalgymo), badavimo metas, fizinis darbas. Nuo maisto gavimo (t. y. valgymo) ir fizinio aktyvumo priklauso koks procesas organizme vyraus - riebalų sintezė (lipogenezė) arba jų skaidymas (lipolizė).
Nutukimas ir Medžiagų Apykaitos Sutrikimai
Medžiagų apykaita arba dar kitaip - metabolizmas - yra organizmo ląstelių veikla, kurios dėka maistinės medžiagos - angliavandeniai, riebalai ir baltymai - paverčiami į energiją. Sulėtėjus medžiagų apykaitai ir kūnui kaupiant per daug atsarginių medžiagų vystosi nutukimas, kuris gali sutrikdyti gyvybiškai svarbių organų veiklą. Deja, medžiagų apykaitos sutrikimas nėra retas reiškinys, pasaulyje tai dažnai prilyginama netgi pandemijai.
Pasaulinis nutukimo paplitimas per pastaruosius tris dešimtmečius išaugo beveik dvigubai, taip pat pirmą kartą visame pasaulyje nutukusių ir antsvorį turinčių žmonių skaičius yra didesnis nei tų, kurių svoris yra mažas. Nutukimas yra ne estetinė problema, o liga, kurią reikia gydyti.
Kaip Gerinti Medžiagų Apykaitą?
- Didinkite fizinį aktyvumą: pradėkite bent nuo 10 min. aktyvios veiklos kasdien.
- Keiskite savo mitybą, išbandykite ,,lėkštės” principą - pusė lėkštės turi sudaryti daržovės, vieną ketvirtadalį baltymai (mėsa, žuvis, pieno produktai), kitą ketvirtį pilno grūdo produktai.
- Valgykite tam tikrus maisto produktus, kurie gali padėti pagreitinti medžiagų apykaitą (kiaušiniai, linų sėmenys, čili pipirai).
- Reguliariai atlikite profilaktinius medžiagų apykaitos tyrimus.
Energijos Išteklių Saugojimas Žmogaus Organizme
| Audinys | Procentinė dalis nuo bendros kūno masės |
|---|---|
| Riebalinis audinys (moterys) | 20-25% |
| Riebalinis audinys (vyrai) | 15-20% |