Il Metabolismo

 ”Per la mente umana, una cosa è dedurre dai fenomeni della natura le leggi che essa stessa vi ha messo; può essere una cosa molto più difficile dedurre le leggi su cui non ha nessun controllo. E’ persino possibile che le leggi che non hanno inizio nella mente siano irrazionali, e che non riusciamo mai a formularle.”
(Arthur Eddington)
  Come tutti gli organismi viventi, l'organismo umano ha bisogno di energia per svolgere le diverse attività a cui è sottoposto. Per questo motivo ha bisogno di alimentarsi, ma il cibo, essendo un insieme di sostanze complesse, non può essere assimilato così come è, ma è sottoposto ad una serie di reazioni chimiche per ridurlo in molecole più piccole e facilmente assimilabili.
Viene definito "metabolismo" l'insieme di tutte le reazioni biochimiche e fisiche che avvengono nell'organismo, alcune richiedono energia altre invece liberano energia, che viene, o dissipata sotto forma di calore oppure immagazzinata sotto forma di ATP.

Il metabolismo comprende due insiemi di reazioni:

• Anabolismo : sono reazioni di sintesi, da molecole semplici, anaboliti, derivati dalla digestione del cibo, vengono sintetizzate tutte  le sostanze che servono alla cellula, e sono reazioni che avvengono con dispendio di energia.
• Catabolismo : sono reazioni inverse di quelle anaboliche cioè reazioni di demolizione e di scissione delle sostanze complesse, per formare sostanze semplici. Queste reazioni portano alla formazine di sostanze di rifuto che devono essere eliminate e alla liberazione di energia che verrà convogliata alle reazioni anaboliche, oppure, immagazzinata nell'ATP.

I processi catabolici e anabolici avvengono costantemente e contemporaneamente nell'organismo sottoforma di catene metaboliche o cicli metabolici .
Una catena metabolica è un insieme di reazioni che avvengono in sequenza. Infatti,  il prodotto della prima reazione è reagente della seconda, il  prodotto della seconda è reagente della terza, e così via.

Un ciclo metabolico è una particolare catena metabolica in cui il prodotto dell'ultima reazione è uno dei substrati della prima.
I più conosciuti cicli metabolici sono il ciclo di krebs nella respirazione cellulare e il ciclo di Calvin nella fase oscura della fotosintesi clorofilliana.
Con gli alimenti noi introduciamo, fondamentalmente, tre categorie di sostanze organiche: carboidrati, lipidi o grassi e proteine.
Nel metabolismo si verica  un passaggio di energia dagli alimenti alle cellule dell'organismo.
I carboidrati , non vengono assimilati così come sono, ma vengono demoliti, attraverso la digestione, in zuccheri più semplici. Una prima digestione avviene nella bocca, ad opera di una Amilasi salivare, che comincia a scindere le molecole, tipo l'amido, in molecole più piccole, che verranno ulteriormente ridotte a glucosio. Il glucosio viene successivamente trasportato, attraverso il sangue, in tutte le cellule dell'organismo, dove avviene la rottura dei legami che tengono uniti i singoli atomi e la liberazione di energia. Questo processo che avviene con consumo di ossigeno, portato dal sangue alle singole cellule, prende il nome di respirazione cellulare. Il glucosio viene, all'interno delle cellule, trasformato in acido citrico che successivamente subisce una serie di reazioni chimiche che nell'insieme formano il Ciclo di Krebs.

Ciclo di Krebs

Il Ciclo di Krebs ha un'importanza fondamentale nelle cellule che utilizzano ossigeno. E' l'anello di congiunzione delle vie metaboliche responsabili della degradazione (catabolismo) dei carboidrati, delle proteine, dell'anidride carbonica e dell'acqua, con formazione di energia chimica sottoforma di ATP. Il ciclo di Krebs partecipa anche ad alcune vie anaboliche, in quanto fornisce i precursori per la sintesi di molti amminoacidi e di altre molecole importanti per la cellula. Esso avviene nei mitocondri delle cellule eucariotiche.
Dal catabolismo dei glucidi e dei lipidi (Glicolisi e Beta-ossidazione), viene prodotto Acetil-CoA che costituisce il substrato principale del ciclo.
 La prima reazione chimica a cui va incontro, è una reazione di condensazione, viene aggiunto all'ossalacetato per formare il citrato. Al termine del ciclo, i due atomi di carbonio dall'Acetil CoA, verranno ossidati in due molecole di anidride carbonica, rigenerando l'ossalacetato e il ciclo riprende. Dal punto di vista energetico, si forma il GTP, utilizzato immediatamente per la produzione di ATP, tre molecole di NADH e una di FADH2

_{Queste due molecole, che si trovano allo stato ridotto, sono in grado di trasportare elettroni ad energia molto alta fino alla catena respiratoria mitocondriale, dove vengono riossidati  a NAD+ e FAD, cedendo elettroni alla catena stessa, rigenerando l'ATP da ADP.}

_{L'energia che si ricava dalla completa demolizione di  glucosio, attraverso le varie tappe della respirazione cellulare è di 36 molecole di ATP.}

_{Dal ciclo di Krebs viene liberata anche una certa quantità di anidride carbonica, che passa nel sangue e trasportata ai polmoni per essere eliminata. Non tutto il glucosio, introdotto con l'alimentazione viene utilizzato per la produzione di energia, una parte passa nelle cellule dove avviene la respirazione cellulare, un'altra, invece, passa nel fegato e trasformata in glicogeno.}

_{Se non c'è ossigeno sufficiente per demolire il glucosio, si forma l'acido lattico, responsabile dei dolori muscolari dopo un'attività intensa.} 

_{I carboidrati hanno tre funzioni principali nell'organismo:}

• _{Produrre energia}
• _{Riserva di glicogeno}
• _{Riserva di grasso}

 
_{I lipidi o grassi, invece, attraverso la digestione, vengono scissi in acidi grassi e glicerolo  che passano nel sangue attraverso il quale vengono trasportati in tutte le cellule dell'organismo, dove subiscono il ciclo di Krebs per la produzione di energia. I grassi in eccesso vengono accumulati nel tessuto adiposo, soprattutto a livello dell'addome.}

_{Le proteine invece vengono scisse nei loro componenti più semplici, gli amminoacidi, che attraverso il circolo sanguigno vengono distribuiti alle cellule. Gli amminoacidi contengono un gruppo amminico NH2, contenente azoto che è tossico per l'organismo per questo va eliminato. Esso viene trasportato al fegato ed entra nel ciclo dell'urea. L'urea prodotta passa nei reni ed è eliminata sottoforma di urina.
 Dopo aver eliminato l'azoto, gli amminoacidi entrano nel ciclo di Krebs per la produzione di energia e quelli in eccesso vengono trasformati in riserva di glicogeno e accumulati nel fegato o nei muscoli.
Fattori importanti per tutte le reazioni che avvengono nel nostro organismo sono gli Enzimi,  catalizzatori biologici che, abbassando l'energia di attivazione di ogni reazione, le rendono più veloci, altrimenti sarebbero lentissime. Sono delle proteine e sono specifiche per ogni tipo di reazione chimica.
Il metabolismo è influenzato anche dagli ormoni, considerati dei messaggeri chimici che attivano o inibiscono determinati processi.
Dopo il ciclo di Krebs avviene sempre la fosforilazione ossidativa, una catena di trasporto di elettroni per ossidare il NADH e il FADH2 e ripristinare l'energia sottoforma di ATP. Il ciclo di Krebs non necessita di ossigeno, elemento utilizzato, invece, nella fosforilazione ossidativa.}

_{RESPIRAZIONE CELLULARE AEROBICA}

Reazioni Cataboliche e Anaboliche

_{Per quanto riguarda la respirazione  cellulare aerobica,  la Glicolisi è uno dei processi fondamentali e consiste in una serie di reazioni che portano alla scomposizione del glucosio in due molecole di acido piruvico a tre atomi di carbonio. Solo una parte del glucosio viene utilizzata per la produzione di ATP, l'altra parte viene dissipata sotto forma di calore per la termoregolazione dell'organismo. Subito dopo la glicolisi, avviene il ciclo di Krebs, e all'interno dei mitocondri, avverrà successivamente, la fosforilazione ossidativa, ultima tappa della respirazione cellulare.}

_GLICOLISI

 
_{E' un processo in cui, in anaerobiosi, cioè in assenza o quasi di ossigeno, una molecola di glucosio viene scissa in due molecole di piruvato, per generare ATP e NADH.} 

_{In una prima fase del processo avvengono 5 passaggi dove viene consumata energia, per trasformare il glucosio in Gliceraldeide 3- fosfato. Nella fase successiva, la} Gliceraldeide 3- fosfato viene trasformata in piruvato_{, con produzione di energia superiore a quella consumata nella prima fase.
E' un processo catabolico dove molecole complesse vengono trasformate in molecole più semplici.
Le reazioni della glicolisi avvengono nel citoplasma cellulare. Nei mammiferi questa rappresenta solo la prima tappa della degradazione degli zuccheri e come risultato, porta alla produzione di 2 molecole di ATP.}

_{ACCELLERARE IL METABOLISMO}

_{L'uomo, come tutti gli organismi eterotrofi, ricavano energia dagli alimenti, energia che deve essere in quantità sufficiente a soddisfare le esigenze metaboliche.}

_{Queste richieste, a loro volta sono in relazione con il dispendio di energia quotidiana. Più calorie noi bruciamo, più ne dobbiamo introdurre.}

_{Per accellerare il metabolismo dobbiamo aumentare i bisogni vitali, incrementando il dispendio energetico.}

_{Esso è influenzato da:}

• _{Metabolismo basale}
• _Termogenesi
• _{Attività fisica}

_{Il Metabolismo basale è il minimo dispendio energetico per compiere le attività vitali. in un individuo sano e sedentario esso rappresenta il 60%-75% di tutta l'energia spesa durante la giornata.}

_{L'aumento della massa magra è un grosso stimolo per le attività metaboliche. Più muscoli ci sono più calorie vengono consumate. Questo perchè le richieste del tessuto muscolare sono maggiori rispetto a quelle del tessuto adiposo.}

_{Durante l'attività fisica, il metabolismo aumenta notevolmente e rimane alto anche parecchie ore dopo l'allenamento.}

_{La dieta può essere molto efficace per aumentare il metabolismo. La TID o azione dinamico-specifica degli alimenti, rappresenta il 10%-15% del dispendio totale di energia.}

_SCHEDA:

Per accelerare il tuo metabolismo ricorda di:

Consumare una colazione abbondante cercando, se possibile, di non saltare mai gli spuntini. Lasciando passare troppo tempo tra un pasto e l'altro il nostro corpo tende infatti a diminuire il suo metabolismo per fronteggiare la temporanea carenza di nutrienti.

Evitare le diete dell'ultimo minuto. Una restrizione calorica severa tende ad abbassare il metabolismo diminuendo il dispendio energetico e aumentando la capacità del corpo di assorbire i nutrienti presenti negli alimenti. Quando preso dalla fame e dalla disperazione ti concederai anche solo un piccolo "sgarro alimentare" il tuo corpo sarà ben felice di immagazzinare il surplus calorico e di tenerselo ben stretto prima di bruciarlo inutilmente

Non escludere completamente i grassi e la carne rossa dalla dieta. Un regime alimentare a basso tenore lipidico tende a diminuire la produzione di ormoni anabolici, diminuendo il metabolismo.

Mantenerti ben idratata bevendo almeno due litri di acqua al giorno (l'acqua costituisce il 65-75% della massa muscolare e meno del 35% della massa grassa).

Mantenere alto l'apporto proteico nella dieta (1,2 - 2 g di proteine al giorno per kg di peso corporeo in relazione al tipo di attività fisica e lavorativa) preferendo quelle contenute nel pesce e nelle carni e formaggi e latticini magri, pollo, lonza di maiale, filetto di bovino, tacchino ecc. Gli amminoacidi contenuti nelle proteine sono necessari per ridare forza e vigore ai muscoli dopo un allenamento intenso e stimolare il metabolismo. Le proteine hanno inoltre un elevato potere saziante ed un TID elevato.

Insieme ad un abbondante apporto di acqua, consumare molta frutta e verdura in modo che gli antiossidanti in essa contenuti favoriscano l'eliminazione di tossine che si accumulano nell'organismo a causa di inquinamento, fumo attivo/passivo, conservanti e sofisticazioni alimentari

Evitare gli spuntini notturni e di assumere cibo poco prima di coricarsi. Durante il riposo il metabolismo corporeo tende infatti ad abbassarsi e molte delle calorie ingerite, non essendo necessarie nell'immediato, vengono immagazzinate nei tessuti di riserva

Preferire i carboidrati complessi associati a fibre e limitare il consumo di zuccheri semplici, un eccesso di carboidrati ad alto indice glicemico favorisce infatti l'accumulo di tessuto adiposo causando a lungo andare insulino resistenza. Tale condizione tende a ridurre il metabolismo e la termogenesi alimentare.

FONTI:
Metabolismo
Wikipedia: Metabolismo
Accellerare il metabolismo con la dieta
Accelerare il metabolismo

PER APPROFONDIRE:
Meno calorie per mantenere giovane il cervello
Costo energetico del sistema immunitario
Una via metabolica al servizio delle cellule tumorali