Ce sunt metabolismul și procesele metabolice?

Fiecare organism viu funcționează datorită unor reacții chimice interconectate, esențiale pentru producerea de energie, regenerarea țesuturilor și menținerea echilibrului intern. Aceste procese influențează ritmul metabolic, adaptarea la mediu și funcțiile vitale. În acest articol veți descoperi ce este metabolismul și sănătatea acestuia și ce factori metabolism influențează eficiența acestuia.

Ce este metabolismul și care este rolul său pentru corp?

Metabolismul bazal reprezintă ansamblul tuturor reacțiilor biochimice din organism, care asigură energia metabolismului și substanțe de construcție necesare pentru menținerea funcțiilor vitale. 

Aceste procese se împart în două tipuri principale:

• Catabolism – descompunerea moleculelor complexe (precum carbohidrați, grăsimi și proteine) în compuși mai simpli, proces prin care se eliberează calorii arse utilizate pentru menținerea funcțiilor celulare.

• Anabolism – sinteza energetică a moleculelor complexe din precursori mai simpli, proces care necesită energie și participă la construirea și regenerarea țesuturilor, enzimelor metabolice și altor componente structurale ale organismului.

Procesele metabolice reglează funcții fiziologice esențiale, inclusiv:

• Producerea de energie – transformarea nutrienților esențiali în adenozin trifosfat (ATP), principalul purtător de energie al celulei.

• Sinteza și descompunerea biomoleculelor – menținerea echilibrului dintre formarea și degradarea proteinelor, metabolismului lipidic, metabolismului carbohidrat și acizilor nucleici.

• Termoreglare – generarea de căldură prin procesele metabolice, în special în mușchi și în țesutul adipos brun, cunoscut și ca efectul termic al alimentelor.

• Detoxifiere și eliminarea produselor reziduale – descompunerea toxinelor și a reziduurilor metabolice, care sunt eliminate prin rinichi, ficat și plămâni.

• Reglare hormonală – controlul activității metabolice prin hormoni precum insulina, glucagonul, hormonii sexuali, cortizolul și hormonii tiroidieni.

Metabolismul energetic este un proces dinamic, care se adaptează în funcție de nevoile organismului, dieta și metabolism și factorii externi precum exercițiile fizice și temperatura mediului înconjurător.

Tipuri de procese metabolice

Metabolismul rapid sau lent constă în două tipuri principale de procese care lucrează împreună pentru a furniza energie și pentru a susține funcțiile celulare. Acestea se află într-un echilibru constant și sunt sincronizate cu precizie. La cele mai mici modificări, ele reacționează astfel încât să restabilească homeostazia și echilibrul dintre ele.

După cum am menționat deja, principalele tipuri de procese metabolice sunt cele catabolice și anabolice, dar există și un al treilea tip – procesele amfibolice. 

La rândul lor, fiecare tip principal este compus din mai multe tipuri distincte de procese. 

Reacțiile catabolice (procese de descompunere) includ degradarea moleculelor organice complexe în compuși mai simpli, iar în acest proces se eliberează energie.

Această energie este stocată în moleculele de adenozin trifosfat (ATP) și este utilizată pentru procesele celulare:

• Glicoliza – procesul de degradare a glucozei în piruvat, însoțit de eliberarea de ATP și NADH.
  

• Beta-oxidarea – degradarea acizilor grași în mitocondrii pentru producerea de energie.
  

• Proteoliza – degradarea proteinelor în metabolismul aminoacizilor.
  

• Ciclul acizilor tricarboxilici (ciclul Krebs) – cale catabolică centrală ce produce energie prin oxidarea acetil-CoA. Acest proces metabolic este motorul celulei în organismele vii.

Reacțiile anabolice (procese de sinteză) folosesc energie pentru a sintetiza biomolecule complexe necesare creșterii, refacerii și întreținerii țesuturilor.

Procesele de sinteză includ:

• Gluconeogeneza – sinteza glucozei din surse non-glucidice, precum aminoacizi și lactat.
  

• Lipogeneza – sinteza acizilor grași și a trigliceridelor pentru stocarea energiei.
  

• SinTeza proteinelor – formarea proteinelor din aminoacizi pentru funcții structurale și enzimatice.
  

• SinTeza acizilor nucleici – formarea ADN-ului și ARN-ului pentru diviziunea celulară și transmiterea informației genetice.

Unele căi metabolice au atât rol catabolic, cât și anabolic, în funcție de nevoile organismului. Acestea sunt denumite procese amfibolice (căi mixte). Un exemplu de astfel de proces este ciclul Krebs, care furnizează intermediari pentru sinteza aminoacizilor, lipidelor și altor biomolecule.

Procesele metabolice sunt reglate strict prin intermediul hormonilor (precum insulina, glucagonul și tiroxina, dar și hormonii sexuali), enzimelor metabolice și mecanismelor de semnalizare celulară, asigurând astfel un echilibru optim între degradare și sinteză.

Factori cu impact negativ asupra metabolismului

Există mai mulți factori care influențează negativ metabolismul și greutatea, iar asupra unora dintre ei nu se poate interveni.

Înțelegerea acestor factori poate ajuta la identificarea cauzelor care stau la baza încetinirii funcțiilor metabolice și la luarea unei decizii informate în ceea ce privește gestionarea acestei stări.

Factorii genetici

În primul rând, trebuie menționați factorii genetici – aceștia nu depind de individ și sunt dificil de contracarat. 

Genele joacă un rol esențial în determinarea ratei metabolice, eficienței proceselor metabolice și modului în care organismul răspunde la modificări ale alimentației și exercițiilor fizice. Din acest motiv, unora le este mult mai dificil să mențină o greutate corporală normală, fiind astfel mai predispuși la creștere în greutate și la dezvoltarea tulburărilor metabolice.

Anumite persoane pot prezenta variații genetice în căile metabolice sau mutații genetice existente, care afectează negativ eficiența enzimelor implicate în sinteza energetică și în metabolismul lipidic și metabolismul carbohidrat. Rezultatul este o încetinire naturală a proceselor metabolice și un metabolism lent.

Predispoziția familială pentru afecțiuni precum obezitatea, diabetul de tip 2, hipotiroidismul crește semnificativ riscul de apariție a disfuncțiilor metabolice.

Vârsta

Impactul vârstei asupra metabolismului este semnificativ, deoarece odată cu înaintarea în vârstă, procesele metabolice încetinesc în mod natural. Cauza o reprezintă modificările în nivelurile hormonale, reducerea masei musculare și scăderea consumului caloric asociat cu acestea.

Reducerea masei musculare odată cu vârsta – proces numit sarcopenie – duce și la scăderea ratei metabolice bazale, întrucât mușchii au un consum energetic ridicat, spre deosebire de țesutul adipos.

Modificările hormonale asociate cu vârsta includ scăderea nivelului de hormon de creștere și a hormonilor sexuali – estrogenul la femei și testosteronul la bărbați. Fiecare dintre acești hormoni influențează direct viteza proceselor metabolice.

De asemenea, mitocondriile – micile centrale energetice ale celulei – devin mai puțin eficiente odată cu înaintarea în vârstă în ceea ce privește transformarea nutrienților și energiei.

Sexul

Dimorfismul sexual (diferențele dintre sexe) este un fenomen bine cunoscut. El determină și diferențele în consumul de energie între cele două sexe, precum și răspunsurile organismului feminin și masculin la efort fizic sau la schimbări alimentare.

Dimorfismul la om se caracterizează prin câteva particularități.

Procentul mai ridicat de masă musculară la bărbați duce și la un metabolism rapid.

Hormonul sexual masculin, testosteronul, determină și un raport mai mare între masa musculară și grăsimea subcutanată. Hormonii sexuali feminini - estrogenul și prolactina - contribuie la procentul mai mare de grăsimi în organismul feminin.

De asemenea, ciclul menstrual, sarcina și menopauza pot cauza fluctuații în rata metabolica din cauza modificărilor hormonale. De exemplu, metabolismul crește ușor în faza luteală a ciclului menstrual datorită nivelurilor mai ridicate de progesteron.

Rezistența la insulină

Rezistența la insulină apare atunci când celulele din organism devin mai puțin sensibile la insulină, ceea ce duce la o absorbție deficitară a glucozei și la o acumulare mai ușoară a grăsimilor. 

Această afecțiune este un element-cheie al sindromului metabolic și este adesea asociată cu obezitatea, un stil de viață sedentar și o alimentație nesănătoasă.

În cazul rezistenței la insulină, glucoza nu este utilizată eficient pentru energie, ceea ce duce la niveluri ridicate ale glicemiei, o stocare crescută a grăsimilor și o capacitate redusă de ardere a acestora.

Funcția glandei tiroide

Glanda tiroidă joacă un rol esențial în reglarea metabolismului prin secreția hormonilor T3 și T4. Producția redusă a acestor hormoni duce la hipotiroidism, care încetinește semnificativ metabolismul lent.

În hipotiroidism, nivelurile scăzute ale hormonilor tiroidieni reduc eficiența proceselor metabolice, cauzând creștere în greutate, oboseală și niveluri scăzute de energie.

În hipertiroidism, glanda tiroidă hiperactivă contribuie la accelerarea metabolismului, ceea ce poate duce la pierdere rapidă în greutate, dar de asemenea poate provoca alte tulburări metabolice.

Somnul

Privarea cronică de somn sau calitatea slabă a somnului perturbă echilibrul hormonal care reglează foamea, metabolismul și stocarea grăsimilor.

Lipsa somnului duce la un dezechilibru hormonal, crescând nivelul de cortizol (hormonul stresului) și reducând nivelul de leptină (hormonul sațietății), în timp ce crește grelina (hormonul care stimulează foamea). Acest lucru conduce la un apetit crescut, în special pentru alimente calorice, și la tulburări metabolice.

Somnul insuficient afectează și sensibilitatea la insulină, crescând nivelul glicemiei și riscul apariției bolilor metabolice precum diabetul de tip 2.

Stres

Stresul și metabolismul sunt strâns legate, deoarece stresul cronic duce la creșterea prelungită a nivelului de cortizol, ceea ce afectează negativ metabolismul.

Nivelurile ridicate de cortizol favorizează stocarea grăsimilor, în special în zona abdominală, și contribuie la creșterea în greutate.

Stresul prelungit poate duce și la degradarea masei musculare pentru energie, ceea ce încetinește și mai mult metabolismul, deoarece masa musculară este esențială pentru consumul caloric.

Mediul înconjurător și toxinele

Expunerea la toxine din mediu, cum ar fi perturbatorii endocrini (de exemplu, BPA, ftalați, pesticide), poate afecta echilibrul hormonal și metabolismul.

Aceste substanțe chimice pot imita sau bloca hormonii naturali, perturbând procesele metabolice normale și contribuind la afecțiuni precum rezistența la insulină, obezitatea și disfuncția tiroidiană.

Alimentația

Alimentația nesănătoasă, în special bogată în alimente procesate, zaharuri rafinate și grăsimi dăunătoare, poate afecta funcția metabolică.

Proteina este esențială pentru menținerea masei musculare și producerea de energie. O dietă săracă în proteine poate duce la pierderea masei musculare și la o viteză metabolică redusă.

Lipsa vitaminelor și mineralelor esențiale (cum ar fi iod, magneziu, zinc) poate afecta funcția glandei tiroide și alte procese metabolice, încetinind metabolismul.

Hidratarea și metabolismul sunt, de asemenea, legate, deoarece apa este esențială pentru procesele metabolice eficiente.

Restricțiile calorice și postul

Deși postul pe termen scurt sau restricția calorică pot fi benefice în anumite cazuri, un deficit caloric extrem pe termen lung poate avea efecte negative asupra metabolismului.

Atunci când corpul este lipsit de suficiente calorii pentru o perioadă prelungită, acesta intră într-un „mod de supraviețuire”, încetinind procesele metabolice pentru a conserva energia. Acest lucru poate duce la scăderea metabolismului bazal și la pierderea masei musculare.

În timp ce unii factori precum genetica și vârsta nu pot fi schimbați, mulți factori legați de stilul de viață – ieta și metabolism, activitatea fizică, somnul și gestionarea stresului – pot influența semnificativ sănătatea metabolică.

Identificarea și corectarea acestor factori poate ajuta la optimizarea metabolismului și la prevenirea bolilor metabolice.

Consecințe și complicații ale metabolismului afectat

Un metabolism afectat poate duce la o serie de probleme de sănătate care afectează diferite organe și sisteme din organism.

Atunci când procesele metabolice nu funcționează corect, acest lucru poate duce la boli cronice și poate reduce considerabil calitatea vieții.

Iată câteva dintre posibilele consecințe și complicații asociate cu un metabolism afectat:

• Supraponderalitate și obezitate – metabolismul lent și procesarea deficitară a nutrienților și energiei pot duce la acumularea de grăsimi în exces, în special în zona abdominală.

• Rezistență la insulină și diabet de tip 2 – tulburările metabolismului carbohidrat duc la niveluri ridicate ale glicemiei, crescând riscul de apariție a diabetului și a complicațiilor asociate acestuia.

• Dezechilibru hormonal – metabolismul afectat influențează secreția de insulină, cortizol, hormoni tiroidieni și hormoni sexuali, ceea ce poate duce la probleme reproductive, oboseală și depresie.

• Boli cardiovasculare – tulburările metabolismului lipidic sunt frecvent asociate cu niveluri ridicate de colesterol, trigliceride, tensiune arterială crescută și procese inflamatorii, care cresc riscul de infarct și accident vascular cerebral.

• Osteoporoză și slăbiciune musculară – deficitul anumitor nutrienți, metabolismul încetinit și modificările hormonale pot duce la pierderea masei osoase și musculare.

• Oboseală cronică și probleme cognitive – tulburările metabolismului energetic pot provoca oboseală constantă, dificultăți de concentrare și un risc crescut de boli neurodegenerative.

Tulburări metabolice

Tulburările metabolice includ afecțiuni legate de procesarea defectuoasă a macronutrienților, dezechilibre hormonale și acumularea de toxine. Rezistența la insulină, sindromul metabolic, disfuncțiile tiroidiene, fenilcetonuria și tulburările lipidice sau mitocondriale cresc riscul de complicații grave. Diagnosticul precoce și un stil de viață sănătos sunt esențiale pentru prevenire și control.

Când să consultați medicul și ce să faceți?

Recunoașterea timpurie a tulburărilor metabolice este esențială pentru prevenirea complicațiilor. Simptome precum oboseală persistentă, schimbări în greutate, sete excesivă, modificări ale dispoziției sau probleme digestive pot semnala dezechilibre metabolice. Consultarea unui medic și analizele de sânge ajută la diagnostic. Un stil de viață sănătos — alimentație echilibrată, exerciții fizice, somn de calitate și reducerea stresului și metabolismului — contribuie la accelerarea metabolismului și prevenirea bolilor.

Întrebări frecvente

Ce este metabolismul?

Metabolismul este totalitatea tuturor reacțiilor biochimice din organism care furnizează nutrienți și energie și substanțe constructive necesare pentru menținerea funcțiilor vitale.

De ce depinde viteza metabolismului?

Viteza metabolismului depinde de o serie de factori — genetici, metabolismul în funcție de sex, impactul vârstei asupra metabolismului, stil de viață, dieta și metabolism și exerciții fizice.

Cum vă puteți îmbunătăți și optimiza metabolismul?

Pentru a vă optimiza metabolismul, trebuie să evaluați stilul dvs. de viață și să prioritizați sănătatea prin aplicarea principiilor unei alimentații sănătoase, activității fizice, odihnei și somnului de calitate.

Ce rol are insulina în reglarea metabolismului glucidic?

Insulina joacă un rol esențial în reglarea metabolismului carbohidraților, deoarece stimulează absorbția glucozei în celule și favorizează stocarea acesteia sub formă de glicogen în ficat și mușchi. Astfel, rolul insulinei este crucial în menținerea glicemiei în limite normale.

Cum influențează nutrienții esențiali activitatea enzimelor metabolice?

Nutrienții esențiali, cum ar fi vitaminele și mineralele, sunt cofactori indispensabili pentru buna funcționare a enzimelor metabolice. Fără acești nutrienți, reacțiile biochimice din organism ar fi încetinite sau chiar blocate, afectând întregul proces metabolic.

Care este diferența dintre metabolismul lipidic și metabolismul aminoacizilor în cadrul metabolismului energetic?

Metabolismul lipidic implică descompunerea grăsimilor pentru a produce energie, în timp ce metabolismul aminoacizilor este legat de degradarea proteinelor și conversia acestora în compuși utilizați în metabolismul energetic. Ambele procese contribuie la producerea de ATP, dar au căi biochimice diferite și roluri specifice în funcție de nevoile organismului.

Surse:

• https://my.clevelandclinic.org/health/body/21893-metabolism

• https://www.webmd.com/obesity/ss/slideshow-slow-metabolism