Gyvieji organizmai yra susiję nuolatiniu ir nenutrūkstamu ryšiu su supančia aplinka. Šis ryšys yra galimas per medžiagų apykaitos procesą. medžiagų apykaita galima padalyti į 3 etapus: medžiagų patekimas į organizmą, metabolizmas ir galutinių produktų pašalinimas iš organizmo.

Medžiagų patekimas į organizmą.

Medžiagų patekimas į organizmą vyksta kvėpavimo (deguonis, O) ir maitinimosi eigoje. Maisto produktai virškinamajame trakte yra virškinami (skaidomi iki paprastesnių medžiagų). Virškinimo metu vyksta polimerų (baltymų, polisacharidų ir kitokių sudėtinių organinių medžiagų) hidrolizė iki monomerų, kurie paimami į kraują ir yra įtraukiami į ląstelinį metabolizmą.

Apibendrinimui galima pasakyti, kad medžiagų apykaita (metabolizmas) yra gyvuosiuose organizmuose vykstančių ir fermentų katalizuojama cheminių reakcijų visuma. Pagrindinės jų funkcijos yra kelios, pvz.,

maisto medžiagų pavertimas ląstelei reikalingomis molekulėmis;

ląstelėje vykstančių reakcijų aprūpinimas chemine energija, kuri gaunama kaupiant šviesos energiją arba skaidant maisto medžiagose esančius cheminius ryšius;

ląstelei funkcionuoti būtinų medžiagų sintezė.

Organizmas negali iš nieko augti ir vystytis, jam reikalingos tam tikros „statybinės” medžiagos, o energija gaunama iš aplinkos. Organizmo ląstelėje yra aptinkama daugybė cheminių elementų, kurie randami ir negyvojoje gamtoje. Jie atlieka įvairias funkcijas, tame tarpe yra reikalingi ir organizmo medžiagų sintezei.

Pagrindiniai jų, kurie įeina į organinių junginių sudėtį ir sudaro didžiąją kiekvieno organizmo kūno masės dalį (apie 98 %) yra – C (anglis), H (vandenilis), N (azotas), O (deguonis), P (fosforas), S (siera).

Angliavandenius sudaro C, H ir O, lipidus – C, H, O (kai kuriuose ir P, N), baltymus – C, H, O, N ir S, o nukleorūgštis ir ATP – C, H, O, N ir P.

Įvairūs organizmai įvairiais būdais apsirūpina reikalingomis medžiagomis ir energija. Pvz., žmogaus organizmas su maistu gauna angliavandenių, riebalų ir baltymų, kurie organizme suskaidomi iki sudėtinių sandų, iš jų sintetinamos organizmui reikalingos medžiagos. O sintezei reikalinga energija (pagrindinis energijos šaltinis ATP) ir reduktorius (NADPH) susidaro skaidymo metu. Panašiai yra ir pas gyvūnų, o štai augalai – fotosintezės metu naudoja šviesos energiją ir sintetina angliavandenius.

Metabolizmas (medžiagų apykaita).

Organizmo ląstelių viduje vykstantis metabolizmas susideda iš dviejų reakcijų tipų: katabolizmas ir anabolizmas (žr. pav.).

Katabolizmas – organinių molekulių skaidymo procesas iki galutinių produktų. Gyvūnų ir žmogaus organinių medžiagų virsmų galutiniai produktai – CO₂ , H₂O ir karbamidas. Į katabolizmo procesą yra įtraukiami metabolitai, kurie susidaro kaip ir virškinimo metu, taip ir suyrant ląstelių struktūriškai-funkcionaliems komponentams. Katabolizmo reakcijose išsiskiria energija.

Anabolizmas – apjungia biosintetinius procesus, kuomet paprastesni „statybiniai blokai” sujungiami į sudėtingas makromolekules, kurios yra reikalingos organizmui. Anabolinėse reakcijose energija yra eikvojama, kuri yra išlaisvinama esant katabolizmui.

Taigi, viską kas pasakyta aukščiau, dabar pabandykime apibendrinti užsiimant sportu. Sportuojant žymią reikšmę turi tai, kaip gabiai atletas geba pasinaudoti ir pritaikyti taisyklingos mitybos žinias. Maksimalus raumenų audinio augimas yra galimas tik esant subalansuoto maistinių, makro- ir mikro- medžiagų vartojimo sąlygomis.

Maistinėms medžiagoms priskiriama baltymai (proteinai), angliavandeniai, riebalai. Šios medžiagos patenka į virškinimo sistemą ir kaip jau minėta prasideda disimiliacijos (arba katabolizmo) procesai. Šio proceso metu stambesnės molekulės yra skaidomos į mažesnes (paprastesnes), o išsiskirianti energija panaudojama gyvybiniams procesams. Tokiu būdu, gautus su maistu baltymus suskaidoma iki aminorūgščių, riebalus – iki riebalinių rūgščių, angliavandenius – iki monosacharidų.

Toliau, jau tinkamas pasisavinti ir panaudoti medžiagas organizmas pasiima į kraują ir limfą, o dalis jų yra pašalinama iš organizmo inkstų ir žarnyno pagalba. Per kraują ir limfą paprastos molekulės patenka į ląsteles, audinius, organus, kuriuose vyksta asimiliacijos (anabolizmo) procesai. T. y. prasideda sudėtingesnių molekulių iš labiau paprastesnių ir mažesnių sintezės reakcijos. Kaip jau žinome, šiuo metu energija eikvojama. Šių reakcijų visumoje, t. y. medžiagų apykaitoje, energija išsiskiria ir yra eikvojama, ji tarnauja ląstelėms atliekant įvairias funkcijas: biosintezės procesams, mechaniniam darbui (raumeninėse ląstelėse), ląsteliniam dalijimuisi, aktyviai medžiagų pernašai, bioelektriniams procesams ir t.t.

Reiktų žinoti, kad biocheminių reakcijų intensyvumas, jų greitis ir tiksli seka priklauso kaip ir nuo paveldimų bei genetinių faktorių, taip ir nuo nervinės ir endokrininės sistemų poveikių į juos. Genetiniai mechanizmai reguliuoja nepertraukiamą medžiagų sintezę, kurios yra reikalingos organizmui kaip ir ontogenezės (individualaus) vystymosi eigoje, taip ir suaugusio organizmo gyvybiniams procesams.

Metabolizmo procesų intensyvumas ramybės būsenoje ir kai organizmas yra padidinto aktyvumo sąlygose stipriai skiriasi. Ramybės būsenoje organizmui reikia tam tikro energijos kiekio, kuris reikalingas palaikyti gyvybinius procesus. Energijos kiekis, kuris gali būti įvardijamas kaip pagrindinė apykaita, organizmui reikalingas ramybės būsenoje nieko nevalgius (t. y. per 12-18 val. po paskutinio maitinimosi) ir esant aplinkos temperatūrai 16-18 °C.

Suaugusio ir vidutinio kūno masės bei ūgio žmogaus pagrindinė apykaita sudaro 1100-1700 kcal/parą. Organizmo energijos eikvojimas ramybės būsenoje tenka metabolizmo lygio palaikymui, kuris reikalingas kvėpavimo ir širdies darbui, raumenų tonusui, inkstams, kepenims ir t.t., taipogi kūno temperatūros palaikymui.

Tokiai pagrindinei apykaitai įtakos turi įvairūs faktoriai. Oksidacinių procesų intensyvumas organizme priklauso nuo individualių ypatybių ir organizmo būklės – lyties, amžiaus, kūno masės svorio, ūgio, maitinimosi sąlygų, fizinio aktyvumo, endokrininės ir nervų sistemos stovio. Medžiagų apykaitai gali turėti įtakos ir išorinės aplinkos sąlygos – temperatūra, oro drėgnumas ir jo sudėtis, slėgis ir t.t.

Skaityti sekančią skiltį ⇩ Racionali mityba. Maisto energetinė vertė.