omenesc

Sistemul digestiv

La fel ca oxigenul pe care îl respirăm, alimentele pe care le ingeram sunt vitale. Alimentația conține elementele nutritive esențiale: glucidele, lipidele, proteinele, apa, vitaminele și sărurile minerale.

Toate substanțele prezente în alimente sunt utilizate de organism, care extrage molecule asimilabile. Celulele noastre au, cert, capacitatea de a crea noi molecule, pornind de la substanțe deja prezente în organism, dar această activitate de sinteză este limitată și insuficientă pentru buna funcționare a organismului. Aproximativ 50 de molecule vitale, cum este glucoza, nu pot fi obținute decât prin alimentație. Aproape toate glucidele pe care le consumăm provin din vegetale, excepție fac lactoza din lapte și glicogenul din carne. Glucidele sunt clasificate în doua grupe: simple sau rapide și complexe sau lente.

Primele sunt constituite dintr-o moleculă de glucid (glucoză, fructoză) sau două (lactoză, zaharoză). Zaharurile complexe difuzează lent în corp. Acestea sunt dintr-un număr mare de molecule de glucide simple (ex. amidonul și celuloza). Celulele organismului nu utilizează zaharurile decât sub forma de glucoză. Lanțurile lungi de glucide complexe trebuie deci să suporte, în timpul digestiei, o degradare enzimatică pentru a fi descompuse în glucide mai simple. Glucoza este folosită pentru sinteză ATP, o molecula indispensabilă nevoilor energetice ale celulelor. Când glucidele nu sunt prezente în cantitate suficientă, sunt consumate lipidele și proteinele. O serie de reacții biochimice le transformă atunci în glucoză.

Ca și glucidele, lipidele sunt o importantă sursă de energie pentru corp. Ele conțin în principal acizi grași. Proteinele trebuie și ele să figureze în meniurile noastre, pentru că unele dintre componentele lor, acizii aminați, sau esențiali, nu pot fi sintetizați de celule. Proteinele ingerate sunt fragmentate în acizii aminați și asimilate de celulele corpului, care utilizează acizii aminați obtinuți pentru a elabora propriile sale proteine. Proteinele de origine animală, prezente în ouă, carne sau lapte, conțin cea mai mare cantitate de acizi aminați esențiali. Cerealele, soia și leguminoasele sunt vegetalele cele mai bogate în proteine.

Vitaminele sunt substanțe organice indispensabile pentru buna funcționare a organismului. Pâna în prezent au fost inventariate 13. Ele sunt repartizate în doua grupe: vitaminele hidrosolubile (C, B1, B2, B5, B6, B8, B12, PP) și liposolubile (A, D, E, K). Unele dintre ele, de exemplu D, sunt sintetizate în cantitate insuficientâ de organism și trebuie deci completate prin alimentație.

Sarurile minerale au parte la numeroase reacții biochimice. Fosforul, calciului, sodiul, potasiul și magneziul sunt elemente minerale majore, spre deosebire de fier, zinc, mangan, cupru sau iod, grupate sub denumirea de elemente minore. Iată de ce acestea din urmă sunt denumite oligoelemente.

Sistemul digestiv are ca rol transformarea alimentelor și degradarea lor în glucide, lipide, proteine și alte substanțe sub o formă asimilabilă.

Totul începe în cavitatea bucală. Dinții încep procesul de degradare a alimentelor printr-o acțiune mecanică. Glandele salivare împregnează cu salivă alimentele zdrobite; acestea conțin o enzimă, ptialină, care începe digerarea glucidelor. Limba le împinge spre partea posterioară a gurii. Hrana, mestecată și fragmentată este transformată într-o pastă. Acest „bol alimentar” este apoi înghițit. Trece prin faringe și coboară prin esofag, ajutat de mișcări ritmate ale peretelui acestui conduct.

Odată ajunsă în punga stomacală, hrana este amestecată cu sucul gastric, care conține o cantitate importantă de acid clorhidric. Acesta sterilizează alimentele, distrugând bacteriile și activează enzime ca pepsinogenul, care se transformă în pepsină și atacă proteinele alimentare.

Cheagul (labfermentul) este un alt constituent al sucului gastric, care coaguleaza laptele. Toate aceste elemente activează digestia gastrică, care durează două-patru ore, după natura principiilor nutritive. Alimentele sunt împregnate cu suc gastric și sunt împinse de micile mișcări ale musculaturii groase a stomacului. Când sunt aproape dizolvate și formează aproape o pastă omogenă, denumită chim, progresează în partea inferioară a stomacului.

Chimul depăsește apoi pilorul, mușchiul inelar care se deschide ca o diafragmă, scurgându-se spre intestine. În duoden, prima parte a intestinului subțire, pătrund întâi alimentele devenite lichide. Bila și secrețiile pancreatice intră atunci în acțiune. Sintetizate de ficat și pancreas, ele se varsă în duoden și continuă descompunerea chimului în fragmente chimice simple, pe care pereții intestinului le vor absoarbe spre capilare. Glucidele cele mai complexe sunt transformate în zaharuri elementare, lipidele în acizi grași, proteinele în aminoacizi. Bila facilitează acțiunea enzimelor care emulsionează și transformă grăsimile.

Reziduurile alimentelor pătrund apoi în intestinul gros. Depășesc colonul, unde bacteriile degradează glucidele complexe restante, mai mult pentru a se hrăni decât pentru a contribui la starea noastră de bine. În această etapă, o fracțiune importantă a apei și a sărurilor minerale trece în circulația sanguină. Deshidratate, reziduurile sunt dirijate spre rect, unde sunt stocate, apoi sunt evacuate prin anus sub formă de fecale.

Celulele corpului sunt mari consumatoare de energie. Grăsimile, zaharurile și proteinele conținute în alimente sunt transformate în substanțe chimice bogate în energie. Celulele recuperează pentru propriile lor nevoi o parte din această energie conținută în legăturile intramoleculare. Metabolismul este caracterizat de reacții de tip anabolic și catabolic. Primele sunt reacții de degradare. Ele sunt reacții în care se sintetizează substanțe cu structuri complexe pornind de la molecule simple. Aminoacizii, de exemplu, se asociază între ei pentru a da naștere la proteine.

Catabolismul se bazează pe principiul invers: elemente complexe sunt degradate în molecule mai simple. Prin reacții catabolice tubul digestiv degradează hrana pentru a putea fi asimilată în organism. Reacțiile metabolice implică trei etape. În prima, alimentele sunt dizolvate în tubul digestiv cu ajutorul unor secreții bogate în acizi și enzime. Odată transformate în elemente chimice simple, apoi absorbite, ele sunt transportate de sânge spre celulele țesuturilor. Cea de a doua etapă are loc în interiorul celulelor. Elementele nutritive asimilate sunt transformate printr-o serie de reacții anabolice și catabolice în alte molecule. Cea de a treia etapă implică numai reacții catabolice și are loc în mitocondrii, organite celulare care joacă rolul de centrală energetică. Toate reacțiile metabolice ale glucidelor implică glucoza. Aceasta este oxidată la bioxid de carbon prin intermediul a trei procese distincte: glicoliza, ciclul lui Krebs și lanțuri de oxido-reducere.

Prin glicoliză, glucoza este degradată, formându-se acidul piruvic și ATP. Acidul piruvic este apoi transformat în acetil-coezima A. Ciclul lui Krebs cuprinde o serie de reacții biochimice care duc, de asemenea, la degradarea glucozei. Aceasta are loc în mitocondrii. Unele dintre produsele de degradare intră apoi în lanțuri de oxido-reducere, reacții-cascadă care au loc în membrana interna a mitocondriilor și care furnizează o mare cantitate de energie sub forma de ATP.

Glucoza servește în mare măsură la sinteza moleculelor de ATP. Dar când rezervele de ATP sunt foarte mari, glucoza este transformată în glicogen și este stocată pentru utilizarea ulterioară. Cu lipidele se întâmpla cam același lucru. Odată absorbite de mucoasele intestinale, sunt transportate în sânge, apoi degradate de enzime plasmatice. Sub forma de acizi grași și de glicerol, ele sunt recuperate de celule pentru o ultimă transformare. Glicerolul este ușor convertit în gliceraldehidă 3 — fosfat, altă moleculă intermediară. Transformarea acestuia din urmă produce mai puțin de jumătate din energia furnizată de glucoză. Totuși, lipidele, care conțin foarte puțină apă, reprezintă energia cea mai concentrată. Iar, în final, randamentul energetic al catabolismului lipidelor este dublu față de cel al degradării glucozei sau proteinelor, adică 38 de kilojouli pe gram de lipide, față de 17 kilojouli pe gram de glucid sau de proteină.