Metabolism, sănătate și boală

Metabolismul este totalitatea reacțiilor prin care organismul transformă substanțe și energie. Prin catabolism se descompun molecule și se poate elibera energie; prin anabolism se construiesc molecule și se consumă energie. Respirația celulară folosește nutrienți și, în condiții aerobe, oxigen pentru a produce ATP. Organismele homeoterme mențin temperatura internă într-un interval relativ stabil prin producerea și pierderea de căldură. Ciclul de viață cuprinde dezvoltare, reproducere și îmbătrânire, cu variații între specii.

Sănătatea depinde de alimentație echilibrată, apă, igienă, somn, mișcare și prevenirea bolilor. Bolile transmisibile au agenți patogeni și căi de răspândire; spălarea mâinilor, vaccinarea potrivit recomandărilor oficiale și aerisirea reduc riscuri distincte. Bolile netransmisibile, precum diabetul, au cauze și factori de risc diferiți; nu se transmit prin simplul contact. Un bilanț energetic nu înseamnă că toate caloriile au aceeași valoare nutritivă: contează și compoziția alimentelor.

Homeotermie și poikilotermie. Mamiferele și păsările sunt homeoterme: își mențin temperatura internă aproape constantă (la om, în jur de $37{}^{\circ }\mathrm{C}$). Reptilele, amfibienii și peștii sunt poikiloterme: temperatura corpului urmează temperatura mediului. Metabolismul bazal este energia minimă necesară funcțiilor vitale în repaus; la un adult este de ordinul a $1\mathrm{kcal}$ pe kilogram și pe oră.

Valoarea energetică a nutrienților. Glucidele și proteinele eliberează aproximativ $4,1kcal/g$, iar lipidele aproximativ $9,3kcal/g$. Apa, vitaminele și mineralele nu furnizează energie, dar sunt necesare metabolismului.

Sănătatea și boala. O dietă echilibrată include toate clasele de nutrienți, iar igiena (spălarea mâinilor, igiena dinților, curățenia alimentelor) previne bolile infecțioase. Analizele medicale, de pildă glicemia și hemoleucograma, depistează modificări înainte de apariția simptomelor. Vaccinarea previne boli infecțioase prin pregătirea sistemului imunitar.

Ciclul de viață. Omul trece prin copilărie, adolescență, maturitate și bătrânețe; la insecte, metamorfoza completă are patru stadii: ou, larvă, pupă, adult (fluturele), iar cea incompletă are trei: ou, larvă, adult (lăcusta). Moartea încheie ciclul de viață al individului, nu al speciei.

Proprietățile materiei vii. Organismele cresc, se dezvoltă, se reproduc, au metabolism, reacționează la stimuli și mențin un mediu intern relativ stabil. Un cristal crește, dar nu are metabolism și nu se reproduce, deci nu este viu.

Prevenirea bolilor transmisibile. Gripa se transmite prin picături din căile respiratorii, hepatita A prin alimente sau apă contaminate. Prevenirea include spălarea mâinilor cu apă și săpun, fierberea apei îndoielnice, acoperirea gurii la tuse și vaccinarea.

Exemplu lucrat 1. După efort, organismul produce mai multă căldură. Transpirația și evaporarea ei ajută la pierderea căldurii; persoana reface apa pierdută. Dacă temperatura mediului este ridicată și aerul foarte umed, evaporarea este mai puțin eficientă, deci riscul supraîncălzirii crește.

Exemplu lucrat 2: energia unei porții. O porție conține $50\mathrm{g}$ de glucide, $20\mathrm{g}$ de proteine și $10\mathrm{g}$ de lipide. Energia este $50\cdot 4,1+20\cdot 4,1+10\cdot 9,3=205+82+93=380\mathrm{kcal}$. Lipidele reprezintă $93/380\approx 24\%$ din energie, deși sunt doar $10/80=12,5\%$ din masa nutrienților.

Exemplu lucrat 3: șopârla dimineața. O șopârlă (poikilotermă) este lentă într-o dimineață rece, pentru că temperatura corpului ei este apropiată de a mediului și reacțiile metabolice sunt lente. Se încălzește la soare și devine activă. Un câine (homeoterm) își menține temperatura internă și dimineața rece, cu un consum mai mare de energie.

Greșeli frecvente

• Greșit: metabolismul înseamnă numai digestie.
  Corect: include toate transformările chimice ale organismului.
• Greșit: homeotermia înseamnă temperatură absolut constantă.
  Corect: temperatura este reglată într-un interval.
• Greșit: toate bolile se transmit prin contact.
  Corect: bolile netransmisibile nu au această cale.

Înainte și după