Anatomia unei celule

De Michael Ormsbee, dr, Universitatea de Stat din Florida
Editat de Kate Findley și corectat de Angela Shoemaker, The Great Courses Daily

Ce substanțe nutritive sunt necesare pentru a ne menține celulele sănătoase? Ce fac de fapt acești nutrienți în interiorul corpului nostru? Luați o scufundare profundă în celulă cu Michael Ormsbee, doctorat, privind câteva componente individuale ale celulei.

Membrana celulară: Bodykeeper-ul tău

Pentru a descoperi legătura dintre nutrienți și sănătatea celulelor, să începem cu componenta cea mai exterioară, membrana celulară.

Membrana celulară este granița care separă componentele interne ale celulei de mediul exterior. Păstrează tot conținutul celular în siguranță, astfel încât să poată funcționa corect fără a fi deteriorat.

Membrana celulară este denumită semipermeabilă, ceea ce înseamnă că permite diferiților nutrienți să treacă prin perete și trimite produsele reziduale pentru a fi îndepărtate din corp. Permeabilitatea acestei membrane permite, de asemenea, celulelor să comunice clar între ele.

Membrana trebuie să fie fluidă și mobilă, mai degrabă decât rigidă, pentru a permite o funcționare optimă și adaptarea la mediul intern. Toți macronutrienții din dietă - carbohidrați, grăsimi și proteine ​​- se găsesc în membrana celulară.

Grăsimea este necesară pentru structura și funcționarea corectă a celulelor, iar cea mai abundentă formă de grăsime găsită în membrana celulară este fosfolipidele.

Fosfolipidele au o coadă hidrofobă sau frică de apă și un cap hidrofil sau iubitor de apă. Această relație de iubire-ură cu apa este cea care conferă membranei structura și stabilitatea sa unice.

Colesterolul este un alt tip de compus legat de grăsimi care se găsește în membrana celulară. Colesterolul îmbunătățește stabilitatea mecanică a membranei și ajută la reglarea fluidității. Dacă dieta este prea scăzută în colesterol, structura membranei celulare poate fi compromisă.

Rolul vital al proteinelor

Al doilea nutrient major găsit în membrana celulară este proteina. Proteinele joacă un rol mic în formarea structurii membranei, dar contribuie în cea mai mare parte la funcțiile membranei.

Gândirea anterioară în domeniul nutriției a sugerat că consumul de proteine ​​a contribuit doar la funcția, calitatea și dimensiunea mușchilor. Cu toate acestea, proteinele direcționează operațiunile adecvate în cadrul fiecărei celule individuale și, de asemenea, funcționarea sănătoasă a întregului corp.

La nivel celular, proteinele servesc ca pompe, porți, receptori și catalizatori pentru reacțiile biochimice. Aceștia sunt responsabili de comunicarea avansată care are loc între celulele dvs. și oferă site-uri de atașament pentru diferite molecule.

Comunicarea celulară are loc în orice moment din diverse motive. Acestea comunică pentru a prelua substanțe nutritive din fluxul sanguin, pentru a excreta deșeuri din corp, pentru a semnaliza reacții chimice și multe altele.

Proteinele servesc ca canale prin deschidere și închidere atunci când celula primește un anumit semnal. De asemenea, pot acționa ca transportatori de informații pentru ceea ce se întâmplă în afara celulei și în alte celule adiacente.

Fără această rețea de comunicare sofisticată, celulele din întregul corp nu vor funcționa împreună, iar funcțiile corporale vor începe să eșueze. Gândiți-vă la asta ca la un joc de a juca „Telefon”.

De îndată ce un mesaj nu este transmis sau primit corect, întregul mesaj este încurcat. Acest lucru creează în cele din urmă un mediu care nu este optim pentru compoziția corpului, sănătatea sau performanța.

În cele din urmă, glucidele se găsesc și în membrana celulară, dar în cantități mai mici în comparație cu grăsimile și proteinele. Carbohidrații contribuie la structura membranei și, de asemenea, funcționează de obicei pentru a sprijini semnalizarea celulară.

ADN celular și proteine

Acum, că înțelegeți cum nutrienții din alimentele noastre se formează și susțin membranele celulare, să trecem la interiorul celulei.

Următoarea structură celulară importantă care este construită în esență din alimentele noastre este nucleul. Nucleul este cea mai mare organită sau structură specializată din celulă și conține ADN-ul celulei.

Învelișul nuclear înconjoară nucleul. Această membrană cu două straturi este compusă în principal din lipide și proteine.

De asemenea, conține minerale necesare pentru activități în interiorul nucleului. Nucleul poate fi denumit depozitul vostru genetic, deoarece conține toate informațiile dvs. personale în pereții membranelor sale din ADN.

ADN-ul este un plan pentru fiecare dintre proteinele corpului. Proteinele care alcătuiesc țesuturile, organele și mesagerii chimici provin din codificarea ADN-ului și calitatea alimentelor pe care le consumăm.

Din acest motiv, este vital ca nucleul să aibă o structură solidă pentru a menține ADN-ul în siguranță împotriva daunelor care apar din stresurile metabolice și oxidative normale, inclusiv îmbătrânirea în sine. Nutriția joacă, de asemenea, un rol important în protejarea ADN-ului.

ADN-ul este unul dintre cei doi acizi nucleici foarte importanți, al doilea fiind ARN. Acestea sunt formate dintr-o bază de azot, o unitate de zahăr cu 5 carbon și o moleculă de fosfat.

ARN-ul și ADN-ul lucrează împreună pentru a furniza codurile pentru ca celulele dvs. să producă noi proteine ​​și noi celule. Puteți vedea modul în care ceea ce mâncați vă influențează ADN-ul.

Mitocondriile: puterea celulei tale

Structura celulară finală este mitocondria. S-ar putea să vă amintiți mitocondriile ca fiind puterea celulei din zilele dvs. de biologie din liceu.

Această poreclă a fost dată mitocondriilor deoarece face parte din celula care este responsabilă pentru producerea de energie. Toți nutrienții din alimentele dvs. sunt transformați în energie în mitocondriile microscopice ale celulelor voastre.

Fiecare celulă pe care o aveți conține de la câteva sute la peste 2.000 de mitocondrii, în funcție de cantitatea de energie de care are nevoie celula pentru a funcționa optim. Inima și mușchii scheletici sunt organe foarte muncitoare, care au nevoie de multă energie. Celulele din aceste organe pot avea până la 40% din spațiul lor ocupat de mitocondrii.

Din nou, la fel ca membrana celulară și membrana nucleară, membrana mitocondrială este alcătuită din grăsimi și proteine. Membrana mitocondrială are un strat interior și unul exterior, ambele jucând roluri importante în procesele energetice.

Membrana interioară este alcătuită din aproximativ 75% proteine. Aceste proteine ​​funcționează în etapa finală a producției de energie în ceva numit lanțul de transport al electronilor, care este o serie de transportori de electroni încorporați în membrana mitocondrială interioară.

Mitocondriile folosesc, de asemenea, mulți micronutrienți pentru a ajuta la producerea de energie. Vitaminele B sunt micronutrienți deosebit de importanți în procesele de producere a energiei.

Rețineți că integritatea structurală și funcțională a membranei mitocondriale este absolut critică pentru sănătatea dumneavoastră. Dacă structura și/sau funcția sunt compromise, producția de energie din acea celulă va fi compromisă. Această disfuncție mitocondrială poate contribui la mai multe boli cronice, inclusiv diabet, boli de inimă și boala Parkinson.

Gândiți-vă cât de importanți sunt nutrienții pe care îi obțineți din dieta dvs., acum că știți rolul pe care acești nutrienți îl joacă în sănătatea corpului dumneavoastră și legătura dintre nutrienți și sănătatea celulelor individuale.

Acest articol a fost editat de Kate Findley, scriitor pentru The Great Courses Daily, și corectat de Angela Shoemaker, corector și editor de copii pentru The Great Courses Daily.

vrei

Michael Ormsbee este profesor asociat la Departamentul de Nutriție, Alimentație și Științe ale Exercițiului și Director interimar al Institutului de Științe Sportive și Medicină de la Colegiul de Științe Umane de la Universitatea de Stat din Florida. A primit MS în fiziologie a exercițiilor de la Universitatea de Stat din Dakota de Sud și doctoratul în bioenergetică de la Universitatea Carolina de Est.