Biochimie

UNIVERSITATEA SPIRU HARET
LYGIA ALEXANDRESCU
BIOCHIMIA EFORTULUI FIZIC
EDITURA FUNDA IEI ROMÂNIA DE MÂINE

1
CUPRINS
Capitolul 1. Introducere
Capitolul 2. Aminoacizi
Capitolul 3. Peptide
Capitolul 4. Proteine
Capitolul 5. Enzime
Capitolul 6. Lipide
Capitolul 7. Glucide
Capitolul 8. Biochimia contrac iei musculare
Capitolul 9. Metabolismul apei şi al ionilor minerali
Capitolul 10. Vitamine
Bibliografie

2
Capitolul 1. Introducere
Biochimia studiază compozi ia, structura şi corela iile dintre moleculele componente ale materiei vii şi
procesele de transformare a acesteia: biosinteza, biodegradarea, precum şi aspectele energetice care imprimă
caracterul exergonic sau endergonic al acestor reac ii.
Cu alte cuvinte, biochimia se mai defineşte ca fiind ¡ ¢ ¢ £ ¤ ¥ ¦ ¥ § ¨ © ¡ ¢ ¥ ¦ ¢ ¤ ¢ ¥ ¦ ¢ ¢ ¦ ¥
§ ¥ £ ¢ © ¨ § ¢ ¢ ¢ § ¦ ¨ © ¨ ¨ ! ¢ ¢ ¦ ¦ ¢ ¢ ¦ ¨
care au loc în acestea raportate la timp şi spa iu. Ca ştiin ă,
biochimia se bazează pe no iunile mai multor discipline: chimie organică, biologie, biofizică, fiziologie,
nutri ie, genetică, etc.
În cadrul studiului biochimiei se disting două ramuri: biochimia statică şi biochimia dinamică.
#
¢ ¦ ¢ ¢ ¥ © ¡ ¥ ¡ ¢ ¦
studiază compozi ia, structura si proprietă ile bio-materiei, precum şi propor iile în
care se găsesc componentele acesteia.
#
¢ ¦ ¢ ¢ ¥ ¢ £ ¥ ¢ ¦
urmăreşte transformările materiale şi energetice prezente în organismele vii. Aici
se descriu metabolismele materiale (corespunzătoare glucidelor, proteinelor, lipidelor, etc) şi metabolismul
energetic.
Se ştie că organismele vii desfăşoară transformări vitale complexe, în care au loc schimburi permanente
de materie, energie şi informa ie cu mediul. Se defineşte astfel metabolismul ca fiind totalitatea interac iilor
biochimice care stau la baza transformării fizico-chimice a compuşilor de origine endogenă şi exogenă din
materia vie. Astfel, procesele biologice pot decurge în sensul biosintezei sau biodegradării componentelor,
corespondente fiind anabolismul sau catabolismul.
$
£ ¥ % ¢ ©
reprezintă totalitatea proceselor de biosinteză fiziologică pe parcursul căreia se sintetizează
biomoleculele propriului organism plecând de la componente cu structură simplă şi ajungând la molecule
complexe: acizi nucleici, lipide, proteine, glucide, etc.

¥ ¡ ¥ % ¢ ©
reprezintă totalitatea proceselor de biodegradare fiziologică şi care vizează compuşii de
origine exogenă (elemente nutritive) şi endogenă (metabolite din mediul intern). Etapa catabolică se referă
în special la compuşii cu masă moleculară mare şi structură complexă care se transformă în compuşi simpli.
Pe parcursul transformărilor catabolice se eliberează energie chimică din biomoleculele supuse degradării,
energie care se stochează sub formă de molecule de ATP (acid adenozin trifosforic), un compus care
reprezintă sursa fundamentală de energie necesară contrac iei musculare.
O caracteristică importantă a metabolismului constă în faptul că reac iile anabolice şi catabolice se
desfăşoară cu formare de numeroşi produşi intermediari, într-o serie de etape care formează metabolismul
intermediar.
În domeniul culturii fizice şi sportului, biochimia joacă un rol esen ial în monitorizarea şi adaptarea
procesului de antrenament, în evaluarea parametrilor biochimici care dau informa ii privind gradul de
oboseală şi gradul de refacere a sportivilor, precum şi în dirijarea şi corectarea procesului de pregătire
sportivă.
Astfel, antrenamentul influen ează în mare măsură o serie de parametri biochimici şi fiziologici ai
organismului sportivului: modificări celulare la nivelul muşchilor stria i şi al miocardului (datorită
anabolismului proteic crescut, modificării activită ii enzimatice sau creşterii rezisten ei la efort), întărirea
sistemelor de suport (osos şi articular), schimbări hormonale, etc.
Performan a sportivului este de asemenea corelată cu nutri ia acestuia. Prin furnizarea combina iei
potrivite de macronutrien i (glucide, proteine, aminoacizi) la momentul oportun (înainte, în timpul şi după
efort) performan a sportivului se ameliorează mult, atingându-se niveluri mai înalte de rezisten ă şi o
recuperare mai rapidă.
Întrebări
i. Ce este biochimia? (Răspuns în capitolul introductiv)
ii. Ce este catabolismul? (Răspuns în capitolul introductiv)
iii. Ce este ATP-ul? (Răspuns în capitolul introductiv)
Capitolul 2. Aminoacizi

3
¡ ¢ ¡ £
¨ ! ¢ £ ¢ ¤ ¢ ¨
Aminoacizii sunt combina ii organice care con in în molecula lor una sau mai multe grupări amino (-NH2) şi
una sau mai multe grupări carboxil (-COOH).
¡ ¡

¥ © ¢ ! ¢ ¦ ¥ § ¨ ¢ © ¡ § ¦ ¡ §
În func ie de structură, aminoacizii se împart în aminoacizi alifatici şi aminoacizi aromatici.
După aşezarea relativă a grupărilor func ionale, se cunosc α-aminoacizi, β-aminoacizi, γ-aminoacizi. Dintre
aminoacizii alifatici, cei mai importan i sunt α-aminoacizii, cei care con in grupele func ionale legate de
acelaşi atom de carbon şi care rezultă prin hidroliza peptidelor şi proteinelor. Independent de sensul de
rota ie, ei au următoarea formulă structurală:
COOH
N C H
R
Se deosebesc mai multe categorii de α-aminoacizi alifatici:
a) Aminoacizi mono-carboxilici: valina (Val), leucina (Leu), izoleucina (Ile), fenilalanina (Fen);
b) Diaminoacizi: lisina (Lys);
c) Aminoacizi dicarboxilici: asparagina (Asn), glutamina (Glu);
d) Hidroxiaminoacizi: serina (Ser), tirosina (Tir), treonina (Tre);
e) Tioaminoacizi: cisteina (Cis), metionina (Met);
f) Aminoacizi heterociclici: histidina (His), triptofan (Trip).
Aminoacizii care sintetizează în organism se numesc £ ¨ ¨ © ¨ £ ¤ ¢ ¥ ¢
, iar cei care nu se formează în organism se
numesc ¨ © ¨ £ ¤ ¢ ¥ ¢
şi trebuie introduşi prin hrană. Exemplele de aminoacizi de mai sus reprezintă aminoacizi
esen iali, excep ie fac doar asparagina şi glutamina.
¡ ¤ ¡ ¥
§ § ¢ ¨ ¡ ¤ ¢ ! ¢ ¢ ¦ ¨
Aminoacizii sunt substan e incolore, cristalizate, sunt solubili în apă şi greu solubili în solven i organici.
¡ ¦ ¡ ¥
§ § ¢ ¨ ¡ ¤ ¢ ¦ ¢ ¢ ¦ ¨
Acestea sunt determinate de existen a grupelor func ionale din moleculă. Având concomitent o grupă
carboxilică şi una aminică, molecula de aminoacid are atât caracter acid cât şi caracter bazic şi sunt, deci,
amfoteri. În solu ie, aminoacizii sunt disocia i în amfioni. Ca urmare a acestui comportament, aminoacizii
prezintă punct izoelectric şi sunt folosi i ca solu ii tampon.
Dintre reac iile caracteristice aminoacizilor, mai importante sunt următoarele:
• Reac ia cu acizii minerali şi cu bazele conduce la formare de săruri;
• Din reac ia cu alcoolii, în mediul acid, rezultă esteri;
• Reac ia cu unele metale grele duce la ob inerea unor săruri complexe;
• Cu acid azotos aminoacizii reac ionează şi formează hidroxiacizi, azot molecular şi apă.
¡ § ¡ ¨
¨ ¡ ¥ % ¢ © ¥ ¢ £ ¥ ¦ ¢ ¢ §
Aminoacizii sunt utiliza i pentru sinteza de proteine specifice, de enzime şi hormoni de natură polipeptidică
sau proteică sau pot fi metaboliza i cu formarea unor compuşi intermediari folosi i în sinteza diverşilor
compuşi.
¡ § ¡ ¢ ¡

¥ ¡ ¥ % ¢ © ¥ ¢ £ ¥ ¦ ¢ ¢ §
$
¡ £
¨ ¥ ¢ £ ¥ § ¨ ¥ ¥ ¢ £ ¥ ¦ ¢ ¢ §
Reprezintă o degradare a aminoacizilor cu formare de amoniac şi acizii corespunzători (α-cetoacizi,
hidroacizi, acizi carboxilici satura i, acizi carboxilici nesatura i). Produşii rezulta i în urma dezaminării
aminoacizilor sunt ulterior metaboliza i în celulă, fiind utiliza i în procese de biosinteză a altor constituen i
celulari, fie degrada i în scopul procurării energiei necesare între inerii proceselor biochimice.
$
¢ ¡ £
¨ ¥ ¢ £ ¥ § ¨ ¥ § ¨ ¦ ¡ ¢
Această reac ie conduce la formarea NH3 şi a acidului corespunzător, iar donorul de electroni necesari
reducerii este NADH + H+
:
R CH COOH R CH2 COOH + NH3

4
NH2 NADH + H+
NAD+
$
¡ £
¨ ¥ ¢ £ ¥ § ¨ ¥ ¢ § ¢ ¡ ¢ ¦
Procesul are loc cu formare de amoniac şi un hidroxiacid:
R CH COOH R CH2 COOH + NH3
NH2
$
¤ ¡ £
¨ ¥ ¢ £ ¥ § ¨ ¥ ¢ ¥ ¡ ¢
Se ajunge la amoniac şi cetoacidul corespunzător:
R CH COOH R C COOH + NH3
NH2 O
Aceasta reac ie este catalizată de ¢ ¥ ¨ ¨ ¥ ¢ £ ¥ ¦ ¢ ¢ §
, care con in în calitate de coenzimă, FAD, şi
posedă o înaltă specificitate de ac iune.
#
¡ £
¨ ¦ ¥ § % ¢ ¥ § ¨ ¥ ¥ ¢ £ ¥ ¦ ¢ ¢ §
Procesul este catalizat de ¨ ¦ ¥ § % ¢ ¥ ¨ ¨ ¥ ¢ £ ¥ ¦ ¢ ¢ §
care con in în calitate de coenzimă, ¢ § ¢ ¥ ! © ! ¥ ¡
(fosfopiridoxal).
Aminele formate prin decarboxilare posedă importante proprietă i farmacodinamice (histamina, tiramina) şi
fiziologice.

¡ ¡
§ ¥ £ © ¥ ¢ £ ¥ § ¨ ¥ ¥ ¢ £ ¥ ¦ ¢ ¢ §
Reac iile de transaminare sunt larg răspândite si, din cei 22 de aminoacizi frecvent întâlni i în celulă, un
număr de 11 (Ala, Phe, Trp, Tyr, Val, Arg, Asn, Cys, Ile, Lys) sunt în mod obişnuit transamina i enzimatic.
Reac iile de transaminare sunt catalizate de ¥ ¢ £ ¡ § ¥ £ © ! ¨ § ¥ ¨
.
Cele mai importante sunt:
• ¥ ¥ £ ¢ £ ¡ § ¥ £ © ¥ ¢ £ ¥ ¥
care catalizează reac ii de tipul
α-Aminoacid + Acid piruvic α-Cetoacid + Alanina
• ¡ ¥ ¥ ¡ ¡ § ¥ £ © ¥ ¢ £ ¥ ¥
:
α-Aminoacid + Acid Cetoglutaric α-Cetoacid + Acid Glutamic
£ ¡

¢ ¦ § ¨ £ ¨ ¡ ¢ ¦
În procesele de dezaminare a aminoacizilor, precum şi în alte reac ii metabolice, apare amoniac, un compus
extrem de toxic pentru celula vie şi care este eliminat din corp sub forma de uree. Arginina constituie sursa
de formare a ureei. Procesul are loc numai în ficat, unde se afla arginaza, o enzimă cu M = 120.000. În
cursul hidrolizei argininei se eliberează uree şi ornitină. Ureea astfel formată este transportată de sânge la
rinichi şi eliminată prin urină. Ciclul urogenetic poate fi urmărit în Figura 1.

5
Figura 1 - Ciclul urogenetic
¡ § ¡ ¡
$
£ ¥ % ¢ © ¥ ¢ £ ¥ ¦ ¢ ¢ §
Sinteza aminoacizilor în organismele vii pleacă, de regulă, de la intermediarii care apar în metabolismul
glucidelor. În func ie de aminoacidul principal rezultat în acest proces, aminoacizii pot fi grupa i în şase
familii:
¡
¥ ¢ ¢ ¥ ¥ ¦ ¢ ¢ ¡ ¥ ¢ ¦
Glutamina
Acid α-ceto-glutaric Acid glutamic Ornitina Arginina
Lizina Prolina
¡
¥ ¢ ¢ ¥ © ¨ § ¢ £ ¨ ¢
Glicocol
Acid 3-fosfogliceric Serina
Cisteina
¡
¥ ¢ ¢ ¥ ¥ ¦ ¢ ¢ ¥ © ¥ § ¡ ¢ ¦
Asparagina Metionina
Acid oxalilacetic Acid aspartic β-Semialdehida Homoserina
acidului aspartic
Treonina
Acid mezo-diaminopimelic
Izoleucina
Lizina
¡
¥ ¢ ¢ ¥ ¥ ¦ ¢ ¢ ¢ § ¢ ¦
Alanina
Acid piruvic Valina

6
Acid α-ceto-izovalerianic
Leucina
¡
¥ ¢ ¢ ¥ ¥ ¢ £ ¥ ¦ ¢ ¢ § ¥ § ¥ ¡ ¢ ¦ ¢
Fenilalanina
Acid fosfoenolpiruvic + eritrozo-4-fosfat Acid corismic Acid prefrenic
Triptofan Tirozina
¡
¥ ¢ ¢ ¥ ¢ © ¡ ¢ ¢ £ ¨ ¢
Fosforibozilpirofosfat + ATP Histidina
Întrebări
i. Cum se clasifică aminoacizii? (Răspuns în capitolul Aminoacizi)
ii. Care sunt reac iile de degradare a aminoacizilor? (Răspuns în capitolul Aminoacizi)
iii. Enumera i 5 aminoacizi esen iali. (Răspuns în capitolul Aminoacizi)
Capitolul 3. Peptide
¤ ¡ ¢ ¡ £
¨ ! ¢ £ ¢ ¤ ¢ ¨
Peptidele sunt substan e chimice organice care rezultă prin reac ia dintre două sau mai multe molecule de
aminoacid, cu eliminare de apă.
¤ ¡ ¡

¥ © ¢ ! ¢ ¦ ¥ § ¨ ¢ © ¡ § ¦ ¡ §
Numărul de aminoacizi din peptide este foarte variat şi de aceea ele se clasifică în:
• oligopeptide - care con in 2-9 aminoacizi;
• polipeptide - 10-100 aminoacizi;
• macropeptide - peste 100 de aminoacizi.
Legarea a doi aminoacizi printr-o legătura peptidică -CO-NH-, este o reac ie endotermă, care necesită
energie.
¤ ¡ ¤ ¡ ¥
§ § ¢ ¨ ¡ ¤ ¢ ! ¢ ¢ ¦ ¨
Peptidele sunt în general solubile în apă şi insolubile în solven i organici. Ca şi aminoacizii, sunt electroli i
amfoteri, dar totuşi au caracter acid mai accentuat decât aceştia.
¤ ¡ ¦ ¡ ¥
§ § ¢ ¨ ¡ ¤ ¢ ¦ ¢ ¢ ¦ ¨
Comportarea electrochimică a peptidelor este determinată de numărul grupelor acide şi bazice libere din
moleculă. Fiind intermediari între aminoacizi şi proteine, peptidele manifestă reac iile comune acestor clase
de substan e.
Prin tratare cu acizi şi cu hidroxizi alcalini, peptidele sunt scindate hidrolitic la aminoacizii respectivi.
¤ ¡ § ¡
¨ § ¨ ¨ £ ¡ ¥ £ ¤ ¢
Există polipeptide cu puternică ac iune biologică care se găsesc în cantitate mare în organism:
• Glutation
- este o tripeptidă care se găseşte în sânge şi în majoritatea celulelor şi are rol de transmi ător în unele
procese de oxido-reducere din organism;
• Insulina
- hormonul antidiabetic al pancreasului (reglează metabolismul zaharurilor) este o polipeptidă
alcătuită din 51 de aminoacizi;
• Oxitocina
- este un hormon produs de glanda hipofiză, care cauzează contrac ia uterină şi secre ia laptelui;
• Vasopresina
- este un alt hormon al hipofizei, care măreste tensiunea arterială.
Întrebări
i. Ce sunt peptidele? (Răspuns in capitolul Peptide)
ii. Cum se clasifică peptidele? (Răspuns in capitolul Peptide)
iii. Ce este insulina? (Răspuns in capitolul Peptide)

7
Capitolul 4. Proteine
¦ ¡ ¢ ¡ £
¨ ! ¢ £ ¢ ¤ ¢ ¨
Proteinele sunt o clasă de compuşi organici cu structură complexă şi masă moleculară mare, care sunt
forma i din lan uri de aminoacizi uni i prin legături polipeptidice. Prin hidroliză, proteinele se transformă în
α-aminoacizi.
¦ ¡ ¡

¥ © ¢ ! ¢ ¦ ¥ § ¨ ¢ © ¡ § ¦ ¡ §
Datorită varietă ii ca număr şi structură a proteinelor, ele s-au clasificat după mai multe criterii:
a) după © % ¢ ¢ ¡ ¥ ¡ ¨
, proteinele sunt clasificate în:
• proteine solubile în apă şi în solu ii diluate de electroli i (albuminele, globulinele, prolaminele,
histonele);
• proteine insolubile sau scleroproteine (cheratina, colagenul, elastina, fibroina);
b) după ¦ £ ! § ¥ ¤ ¢ ¥ ¥ ¦ § ¨ ¦ ¨ §
, proteinele au fost împăr ite în:
• proteine globulare - sunt substan e cristaline, cu diverse grade de solubilitate în apă şi au formă
sferică: hemoglobina sau mioglobina;
• proteinele fibrilare - sunt insolubile în apă şi în solu ii saline şi au formă alungită, filiformă:
keratina sau colagenul;
c) după § © ¨ ¨ ¨ ¢ § ¢
, proteinele se clasifică în:
• proteine propriu-zise, sunt formate numai din aminoacizi;
• proteine conjugate sau proteide, care sunt alcătuite din proteina legată de o substan ă neproteică:
fosfoproteide, nucleoproteide, cromoproteide, glicoproteide.
Din punct de vedere structural, proteinele pot avea:
a) structură primară;
b) structură secundară;
c) structură ter iară;
d) structură cuaternară.
¦ ¡ ¤ ¡ ¥
§ § ¢ ¨ ¡ ¤ ¢ ! ¢ ¢ ¦ ¨
Cele mai multe proteine sunt considerate a fi substan e amorfe, dar există şi proteine care au fost izolate în
stare cristalină (hemoglobina din sânge şi ovoalbumina). Din punct de vedere al solubilită ii, unele proteine
sunt solubile în apă sau în solu ii diluate de electroli i (cu care formează solu ii coloidale), iar altele sunt
insolubile în aceşti dizolvan i la temperatura camerei.
Proteinele, ca şi aminoacizii, sunt amfioni, prezentând un punct izoelectric, şi au proprietă i de tampon. În
anumite condi ii, proteinele solubile pot trece într-o formă insolubilă, transformare denumită denaturare,
adică modificarea conforma iei unei proteine. Ea poate fi cauzată de anumiti agen i termici, fotochimici şi
chimici.
¦ ¡ ¦ ¡ ¨
¨ ¡ ¥ % ¢ © § ¡ ¨ ¢ £ ¨ §
Toate organismele vii sintetizează şi degradează în continuu proteine. Concentra ia proteinelor la nivel
celular este determinată de un echilibru între vitezele de sinteză şi de degradare, care la rândul lor sunt
controlate de o serie de mecanisme biochimice. Diferen a dintre vitezele cu care se generează şi se distrug
proteinele, determină atrofierea celulelor şi esuturilor (pierderea proteinelor din celule) sau hipertrofierea lor
(creşterea cantită ii de proteine din esuturi).

¢ £ ¡ ¨ ¥ § ¡ ¨ ¢ £ ¨ §
necesită o sursă de energie metabolică (ATP) şi aminoacizi care sunt precursorii
intermediari ai proteinelor. Proteinele sunt sintetizate mai întâi în structurile intracelulare, con inute în
microzomi, după care sunt transferate către alte componente celulare.
Biosinteza proteinelor are loc în prezen a a numeroase enzime, însă rolul esen ial îl au acizii nucleici.
Nucleele celulelor con in ADN. Anumite segmente ale elicei duble de ADN, numite gene, con in informa ii
care trebuie transmise în citoplasmă pentru a dirija sinteza unei anumite proteine de către acizii nucleici
ARN, care participă direct la sinteză. Aceste informa ii, cunoscute sub numele de cod genetic, asigură
transmiterea caracterelor ereditare. Secven ele de câte trei nucleotide care corespund sintezei unui
aminoacid, formează ceea ce se numeşte cod genetic.
Se disting două etape diferite. O primă etapă are loc în nucleele celulelor şi constă în transcrierea
codului genetic de pe segmentele de ADN din gene pe o catenă de ARN numită ARN mesager. ARN
mesager trece în citoplasmă, unde serveşte ca tipar pentru sinteza proteinei respective. La această sinteză iau

8
parte mai multe feluri de ARN, care diferă prin compozi ie, greutate moleculară şi structură şi care se
denumesc după func iile pe care le îndeplinesc în cursul sintezei, ca ARN ribozomal şi ARN de transfer.
Proteinele biosintetizate suferă transformări biochimice continue, hidrolize sau degradări enzimatice, şi
trebuie înlocuite prin sintetizare din aminoacizii proveni i din hrană sau prin transformarea biochimică a
carbohidra ilor şi a lipidelor.
¦ ¡ § ¡
¢ ! £ ¦ ¤ ¢ ¢ ¨ § ¡ ¨ ¢ £ ¨ §
Proteinele prezintă o mare importan a biologică datorită func iilor esen iale pe care le îndeplinesc în cadrul
organismelor vii:
• rol de transport;
• rol enzimatic;
• rol plastic;
• rol contractil;
• rol de reglare;
• rol imuno-defensiv.
¦ ¡ ¡ ¡
§ ¥ £ © ! § § ¢ ¥ ¨ § ¡ ¨ ¢ £ ¨ § ¡ £ ¨ ! § ¡
Nivelul proteinelor totale plasmatice creşte cu aproximativ 12% după efectuarea unui efort fizic moderat. În
eforturi fizice maximale s-a constatat o scădere sensibilă a concentra iei proteinelor totale, acest
comportament fiind pus pe seama catabolismului proteic exacerbat. Acesta din urmă este inso it şi de
creşterea uremiei (nivelul ureei sanguine). De asemenea, după un efort epuizant, proteinele, mai ales
albumina, pot fi eliminate în urină (proteinurie). Cu cât sportivul este mai antrenat, cu atât cantitatea de
proteine eliminate în urină este mai mică.
Întrebări
i. Cum se modifică proteinele în efort? (Răspuns în capitolul Proteine)
ii. Ce sunt proteinele? (Răspuns în capitolul Proteine)
iii. Cum se sintetizează proteinele? (Răspuns în capitolul Proteine)
Capitolul 5. Enzime
§ ¡ ¢ ¡ £
¨ ! ¢ £ ¢ ¤ ¢ ¨
Enzimele (sau fermen ii) sunt catalizatori organici produşi în organism, care, chiar în concentra ii mici,
determină viteza şi sensul unor reac ii biochimice. Ele cauzează transformări ale unor cantită i mari de
substan e, ca de exemplu hidra i de carbon sau grăsimi. Enzimele sunt proteine (propriu-zise sau conjugate).
Sistemele enzimatice sunt amestecuri sau complecşi de enzime care catalizează o succesiune de reac ii.
§ ¡ ¡

¥ © ¢ ! ¢ ¦ ¥ § ¨ ¢ © ¡ § ¦ ¡ §
Clasificarea enzimelor se face de obicei după reac iile lor sau după substraturile asupra cărora ac ionează.
Ele sunt grupate în 5 clase:
a) Oxidoreductaze
- catalizează reac ii de transfer de electroni sau hidrogen de la un substrat la altul;
b) Transferaze
- catalizează transferul de grupări func ionale de pe un substrat (donor) pe alt substrat (acceptor);
c) Hidrolaze
- produc scindarea în prezen a apei (hidroliza);
d) Liaze şi sintetaze
- catalizează adi ia a doi compuşi cu formarea unui al treilea compus, precum şi reac ia inversă;
e) Izomeraze
- catalizează transpozi ii intramoleculare.
§ ¡ ¤ ¡ ¥
§ § ¢ ¨ ¡ ¤ ¢ ¨ ¨ £ ¢ ¨ §
Enzimele ac ionează asupra unor anumite substan e. Orice substan ă care se modifică sub ac iunea unei
enzime se numeşte © % © ¡ § ¥ ¡
.

9
Se consideră că între enzimă şi substrat se formează un compus labil, care reac ionează apoi cu un reactant
anorganic (de exemplu cu hidrogen în reac iile de hidrogenare), formând produsul de reac ie şi regenerând
catalizatorul:
enzima + substrat enzima-substrat
enzima-substrat + R enzima + produs de reac ie
Enzimele pot fi şi inhibate. Rol de inhibitor îl pot avea compuşii cu structura asemănătoare substraturilor.
Activitatea enzimelor slăbeşte în timp; de aceea, celulele vii sintetizează mereu enzime. Slăbirea activită ii
enzimelor se datorează modificării caracterului lor de proteine globulare.
Viteza reac iilor enzimatice, mult mai mare decât a reac iilor simple, este influen ată de temperatură, şi
anume ea creşte până la o anumită temperatură (temperatura optimă), după care scade, pentru ca la
temperaturi mai ridicate reac ia să nu mai aibă loc. Un alt factor care influen ează viteza reac iilor
enzimatice este pH-ul mediului.
O caracteristică a enzimelor este specificitatea lor. O anumită enzimă poate cataliza numai un număr limitat
de reac ii, uneori chiar una singură. Specificitatea enzimelor are diferite forme:
- o specificitate de substrat, care se referă la natura reactantului organic;
- o specificitate de reac ie, care se referă la natura reactantului anorganic;
- o specificitate stereochimică, care se referă la cataliza unor izomeri optic activi.
Ac iunea catalitică a enzimelor nu rezidă în toată catena polipeptidică, ci este concentrată într-o mică
por iune a ei, uneori chiar la un singur aminoacid.
§ ¡ ¦ ¡

¨ £ ¢ ¨
De multe ori însă, pentru ca o reac ie enzimatică să aibă loc, mai este necesară şi prezen a unei alte substan e.
Aceste substan e sunt numite ¦ ¨ £ ¢ ¨
sau ¦ ! ¥ ¦ ¡ § ¢
. Coenzima poate fi considerată grupa prostetică, pe
când enzima poate fi considerată apoenzima unită ii active.
Coenzimele pot fi clasificate după tipul reac iei la care participă în două categorii:
1. Coenzime ce participa la transferul hidrogenului:
-coenzimele piridinice (NAD+
, NADP+
);
-coenzimele flavinice;
-acidul lipoic;
-coenzima Q;
2. Coenzime care participă la transportul de grupări (altele decât H):
-glucide fosforilate;
-CoA-SH;
-tiamin pirofosfat (TPP);
-acizii folinici;
-biotina.
Întrebări
i. Cum se clasifică enzimele? (Răspuns în capitolul Enzime)
ii. Ce este specificitatea enzimatică? (Răspuns în capitolul Enzime)
iii. Ce sunt coenzimele? (Răspuns în capitolul Enzime)
Capitolul 6. Lipide
¡ ¢ ¡ £
¨ ! ¢ £ ¢ ¤ ¢ ¨
Lipidele sunt substan e chimice organice, naturale, componente ale organismelor vii şi care au func ii
biologice importante:
• sunt parte structurală a membranelor celulare;
• reprezintă o sursă imediată şi economică de energie;
• conferă protec ie termică şi electrică peretelui celular;
• sunt compuşi biologic activi (vitamine sau hormoni).

10
¡ ¡

¥ © ¢ ! ¢ ¦ ¥ § ¨ ¢ © ¡ § ¦ ¡ §
Lipidele se împart în următoarele categorii:
- trigliceride şi acizi graşi;
- ceruri;
- fosfolipide (care con in un radical fosfat, precum lecitina);
- glicolipide (care con in un radical carbohidrat);
- steroizi (constituen i ai diverşilor hormoni);
- cromolipide (carotenul, folosit în sinteza vitaminei A).
În contextul biochimiei efortului, un interes particular îl au trigliceridele, fosfolipidele şi steroizii. Acestea
sunt practic combina ii complexe apar inând esterilor; ele derivă de la acizi graşi cu lan uri monocatenare,
neramificate de carbon, iar componenta alcoolică este glicerina, care posedă 3 grupări hidroxilice.
¡ ¤ ¡ ¥
§ § ¢ ¨ ¡ ¤ ¢ ¨ ¢ ¢ ¨ §
Lipidele sunt substan e foarte variate ca structură, însă toate au acelaşi comportament în ceea ce priveşte
solubilitatea; sunt insolubile în apă, cu care formează emulsii, dar solubile în solven i organici. Lipidele,
fiind amestecuri de gliceride, nu au un punct de topire net, ci se înmoaie, după care se topesc într-un interval
de temperatură.
Dintre reac iile grăsimilor, trebuie men ionată în primul rând hidroliza sau saponificarea. Lipidele pot suferi
de asemenea procese de autooxidare (râncezire) şi de polimerizare (sicativare).
¡ ¦ ¡ ¨
¨ ¡ ¥ % ¢ © ¢ ¢ ¨ §
¡ ¦ ¡ ¢ ¡
#
¢ © ¢ £ ¡ ¨ ¥ ¥ ¦ ¢ ¢ § § ¥ ¢
Biosinteza acizilor se realizează pe cel pu in două cai diferite, în citoplasma celulară (© ¢ © ¡ ¨ ¦ ¢ ¡ ¥ © ¥ ¡ ¢ ¦
sau ¥ ¢ ¡ ¦ £ § ¢ ¥
) şi la nivelul mitocondriilor (© ¢ © ¡ ¨ ¢ ¡ ¦ £ § ¢ ¥
al sintezei acizilor graşi).
¥

¢ © ¡ ¨ ¦ ¢ ¡ ¥ © ¥ ¡ ¢ ¦ ¥ © ¢ £ ¡ ¨ ¨ ¢ ¥ ¦ ¢ ¢ § § ¥ ¢
Toate celulele vii sintetizează acizii graşi prin acelaşi lan de reac ii chimice. Există însă o diferen ă
substan ială între enzimele care catalizează aceste reac ii.
Trăsătura esen ială a sistemului citoplasmatic al biosintezei acizilor graşi este dată de dependen a sa totală de
concentra ia de CO2 (sau a ionilor bicarbonat), precum şi de necesitatea existen ei ATP-ului, a ionilor de
Mg2+
sau Mn2+
, a NADPH + H+
, a biotinei sau cea a acidului citric.
%

¢ © ¡ ¨ ¢ ¡ ¦ £ § ¢ ¥ ¥ © ¢ £ ¡ ¨ ¨ ¢ ¥ ¦ ¢ ¢ § § ¥ ¢
Mitocondriile sintetizează acizi graşi din lan urile acil existente şi din acetil~ScoA prin adăugarea acesteia la
extremitatea carboxil terminală. Mitocondriile pot utiliza şi malonil~ScoA pentru alungirea acil~ScoA prin
adaugări succesive de resturi alcătuite din 2 atomi de carbon.
Atât în mitocondrii, cât şi în microzomi, NADPH + H+
serveşte drept sursă a atomilor de hidrogen necesari
pentru reducere.
¡ ¦ ¡ ¡

¥ ¡ ¥ % ¢ © ¥ ¦ ¢ ¢ § § ¥ ¢ § ¢ £ ¨ ¦ ¥ £ ¢ © ¡ ¢ § ¢ ¢
Acizii graşi sunt oxida i cu formare de CO2 şi H2O la nivelul mitocondriilor. Lan ul atomilor de carbon ai
acidului gras transformat are de fiecare dată cu doi atomi de carbon mai pu in şi prin urmare, procesul de
oxidare are loc la gruparea -CH2- care se găseşte întotdeauna în pozi ia β fa ă de gruparea carboxil.
Reprezentarea schematica a mecanismului degradării acizilor graşi este:
R R R R R
CH2 CH2 CH2 CH2 CH2
CH2 CH CHOH C = O COOH
+
CH2 CH CH2 CH2 CH3
COOH COOH COOH COOH COOH

11
În acest fel, din acidul stearic (C18) se formează acidul palmidic (C16), apoi acidul miristic (C14), etc, până la
formarea CO2 şi H2O. S-a demonstrat că to i produşii intermediari ai β-oxidării acizilor graşi sunt de fapt
deriva i ai CoASH şi rolul acestei coenzime în metabolismul acizilor graşi este esen ial.
În realitate, degradarea oxidativă a acizilor din grăsimi este un proces enzimatic complex, care urmează în
sens invers etapele sintezei lor. Prin degradarea lor până la CO2 şi H2O, grăsimile furnizează, pe unitate de
masă, o cantitate de energie calorică de 2 ori mai mare decat hidra ii de carbon sau proteinele.
¡ § ¡ ¡
§ ¥ £ © ! § § ¢ ¥ ¨ ¢ ¢ ¨ § ¡ £ ¨ ! § ¡
În stare de repaus, concentra ia acizilor graşi se situează între 0,2 mmol/litru şi 0,4mmol/litru.
Când efortul este ini iat, viteza lipolizei şi viteza eliberării acizilor graşi din esutul adipos cresc. În timpul
efortului de intensitate moderată, lipoliza creşte de aproximativ 3 ori, datorită în principal influen ei
catecolaminelor. În plus, în timpul efortului moderat, fluxul sanguin la nivelul esutului adipos este dublat şi
viteza de re-esterificare este injumătă ită.
Fluxul sanguin în muşchii stria i creşte semnificativ şi deci furnizarea de acizi graşi către muşchi este
crescută. În timpul primelor 15 minute de efort, concentra ia plasmatică a acizilor graşi scade în general,
deoarece viteza cu care muşchiul foloseşte acizii graşi este mai mare decât viteza de formare a acizilor graşi
din lipoliză.
Creşterea concentra iei de acizi graşi depinde de intensitatea exerci iului. În timpul efortului de intensitate
moderată nivelul acizilor graşi poate atinge 1mmol/litru în 60 de minute de efort, însă la eforturi de
intensitate mare creşterea concentra iei acizilor graşi plasmatici este foarte scăzută sau chiar absentă.
Întrebări
i. Cum se clasifică lipidele? (Răspuns în capitolul Lipide)
ii. Unde are loc biosinteza lipidelor? (Răspuns în capitolul Lipide)
iii. Care este rolul lipidelor? (Răspuns în capitolul Lipide)
Capitolul 7. Glucide

¡ ¢ ¡ £
¨ ! ¢ £ ¢ ¤ ¢ ¨
Glucidele, numite şi ¢ § ¥ ¤ ¢ ¨ ¦ ¥ § % £
sau ¥ ¥ § § ¢
, formează o clasa vastă de combina ii organice foarte
răspândite în natură şi care au o deosebită importan ă biologică.
Aceste combina ii con in în molecula lor atât grupe carbonil cât şi grupe hidroxil, iar existen a concomitentă
a unor asemenea grupări func ionale se manifestă asupra proprietă ilor generale ale substan elor.

¡ ¡

¥ © ¢ ! ¢ ¦ ¥ § ¨ ¢ © ¡ § ¦ ¡ §
Glucidele se împart în 3 mari clase:
• monozaharide;
• oligozaharide;
• polizaharide.
¨
£ ¥ ¥ § ¢ ¨ ¨
pot fi considerate produse de oxidare a unor alcooli polihidroxilici. Se deosebesc:
-monozaharide cu grupă aldehidică, numite aldoze;
-monozaharide cu grupă cetonică, numite cetoze.
După numărul de atomi de carbon din moleculă, monozaharidele se împart in: bioze, trioze, tetroze, pentoze,
etc. Printre monozaharidele cele mai importante se află hexozele şi anume ¦ ¥
, care este o aldo-hexoză
şi! § ¦ ¡ ¥
, care este o ceto-hexoză.
Monozaharidele sunt foarte răspândite în natură, atât în stare liberă, cât şi în formă combinată. Produsele
naturale, fructele, con in cantită i importante de glucoză, fructoză, etc. Zahărul, amidonul, celuloza, sunt
produse de condensare a monozaharidelor, din care acestea se pot ob ine prin hidroliză.
Toate monozaharidele sunt substan e neutre, cristaline, solubile în apă, greu solubile în solven i organici. Ele
au gust dulce, însă există şi monozaharide insipide sau cu gust amar.
Solu iile monozaharidelor naturale prezintă activitate optică.
¡
¢ ¥ ¥ § ¢ ¨ ¨
sunt substan e rezultate din condensarea a 2-6 molecule de monozaharide, prin eliminarea
unor molecule de apă dintre moleculele de monozaharide. Ele se clasifică in: dizaharide, trizaharide,
tetrazaharide, etc.

12
Cele mai importante oligozaharide sunt ¢ ¥ ¥ § ¢ ¨ ¨
. Prin hidroliza unei dizaharide pot rezulta două
monozaharide identice sau diferite. Pentru stabilirea structurii dizaharidelor trebuie să se cunoască natura
monozaharidelor componente şi natura legăturii dintre resturile de monozaharide.

¥ ¥ § ¥
(zahărul obişnuit) este cea mai importantă şi răspândita dizaharidă, care cristalizează în sistem
monoclinic, este solubilă în apă şi greu solubilă în alcool. Zaharoza reac ionează cu hidroxizii multor
metale, formând zahara i, de obicei solubili în apă. Zahărul are mare importan ă ca aliment şi ca substan ă de
îndulcire; asimilarea unui gram de zaharoză în organism produce 4 calorii.
¡
¥ ¦ ¡ ¥
este zahărul din lapte, care se găseşte în propor ie de 5%. Se poate ob ine din zerul de lapte, după
îndepărtarea grăsimii şi a cazeinei. Lactoza este o substan ă cristalină greu solubilă în apă, care se foloseşte
în alimenta ie şi în preparatele farmaceutice.
¥
¢ ¥ ¥ § ¢ ¨ ¨
sunt constituite după acelaşi principiu ca şi oligozaharidele, adică prin eliminare de apă între
mai multe molecule de monozaharide. Ele sunt combina ii macromoleculare aparent amorfe, greu solubile
sau chiar insolubile în apă, cu care formează solu ii coloidale. Nu au gust dulce, iar prin încalzire nu se
topesc, ci se descompun. Structura unei macromolecule de polizaharidă poate fi liniară sau ramificată.
$
¢ £
este o pulbere albă care se formează în plante. Este insolubil în apă rece; încălzit cu apă la 90o
C
formează o solu ie vâscoasă care, la răcire, devine un gel translucid. În industrie se aplică hidroliza
enzimatică a amidonului pentru fabricarea berii şi a alcoolului din cereale.
¢
¢ ¦ ¨ £
l este o polizaharidă care se depozitează în ficat (pana la 18%) şi în muşchi pana la 4%. El
reprezintă rezervele rezultate din transformarea carbohidra ilor din aportul alimentar. Se găseşte şi în unele
plante cum sunt ciupercile şi drojdiile.

¡ ¤ ¡ ¨
¨ ¡ ¥ % ¢ © ¦ ¢ ¨ §
Transformările catabolice şi anabolice ale carbohidra ilor se află în centrul activită ii biochimice din celulele
vii.

¡ ¤ ¡ ¢ ¡

¥ ¡ ¥ % ¢ © ¦ ¢ ¨ §
Degradarea glucidelor poate fi de două feluri:
• aerobă (în prezen a oxigenului);
• anaerobă (în absen a oxigenului).
¥
¢
¢ ¦ ¢ ¥
Degradarea anaerobă a glucidelor mai este cunoscută şi sub numele de ¢ ¦ ¢
şi reprezintă cea mai simplă
formă de degradare a hidra ilor de carbon în muşchi şi în alte esuturi. Glicoliza este un proces enzimatic
extrem de complex care poate fi reprezentat schematic ca în Figura 2.
Caracterul esen ial al glicolizei este că poate să se desfăşoare anaerob şi că, în acest caz, se ob ine energie
sub formă de ATP, substan ă macroergică.
Glicoliza care are loc la nivelul muşchiului începe prin detaşarea unui rest de glucoză de la o margine a
moleculei de glicogen sub ac iunea fosforilazei din muşchi şi a fosfatului anorganic.

13
Figura 2 - Glicoliza (degradarea anaerobă a glicogenului)
Restul de glucoză este astfel transformat în glucozo-1-fosfat. Sub ac iunea enzimei fosfo-glucomutază,
glucozo-1-fosfat este transformat în glucozo-6-fosfat, care suferă o serie de transformări până se ajunge la
acidul piruvic şi respectiv acidul lactic.
CH3COCOOH + NADH + H+
CH3CH(OH)COOH + NAD+
Transformarea glicogenului în acid lactic este un proces exoterm; el dă energia necesară producerii
travaliului muscular. Procesul este reversibil: o parte din acidul lactic sintetizează din nou glicogenul, proces
care este endoterm.
Acidul lactic format în muşchi este transportat pe calea sângelui în ficat, unde este retransformat în glicogen
prin parcurgerea tuturor reac iilor glicolizei în sens invers şi desigur cu un consum corespunzător de ATP.
Bilan ul glicolizei este următorul: dintr-un rest de glucoză desprins de la marginea macromoleculei de
glicogen se formează două molecule de acid lactic. Se sintetizează în total 4 moli de ATP, dar se consumă
numai unul, deoarece formarea glucozo-1-fosfatului utilizează acid fosforic anorganic. Astfel, în aceste
molecule, rămâne înmagazinată o energie de 34,5 kcal, care serveşte organismului pentru func iile sale vitale
şi pentru producere de lucru mecanic.

14
%
£
¨ § ¥ ¥ § ¨ ¥ ¥ ¨ § %
În general, catabolismul carbohidra ilor se desfăşoară aerob, adică cu participarea oxigenului. În prezen a
oxigenului, acidul piruvic este oxidat complet la dioxid de carbon şi apă.
£
¨ ¦ ¥ § % ¢ ¥ § ¨ ¥ ¢ ¥ ¡ ¢
are, cantitativ, cea mai mare importan ă şi este esen ială pentru îmbinarea
diferitelor căi metabolice.
În condi ii aerobe, acidul piruvic este transportat în interiorul mitocondriei şi se va uni cu coenzima A în
prezen a NAD, formând acetil-coenzima A. Astfel se ini iază ¦ ¢ ¦ § ¨ % ©
sau ciclul acidului citric, care
reprezintă etapa următoare a degradării aerobe a glucozei (Figura 3).
Rolul acidului citric în metabolismul organismelor vii este acela de a furniza combustibilul necesar
respira iei. Succesiunea de reac ii începe cu acidul citric şi se termină cu acidul oxalil-acetic, se eliberează 2
molecule de dioxid de carbon şi 8 atomi de hidrogen şi se consumă 2 molecule de apă. Reac ia globală a
ciclului ar putea fi scrisă astfel:
CH3COOH + 2H2O 2CO2 + 8H
Dioxidul de carbon format împreună cu cel produs din decarboxilarea oxidativă a acidului piruvic, se degajă
la respira ie. Hidrogenul format este oxidat enzimatic, proces înso it de eliberarea unei mari cantită i de
energie. Între ciclul acidului citric şi metabolismul proteinelor există o strânsă interdependen ă. Astfel, unii
aminoacizi sunt oxida i în muşchi, iar acizii cetonici rezulta i prin transaminare intervin ca produse
intermediare în ciclul Krebs.
Pe de altă parte, pentru sinteza proteinelor sunt mereu extraşi acizi cetonici din ciclu. De asemenea, există o
strânsă legătură între ciclul acidului citric şi ciclul acizilor graşi.
Func ia ciclului Krebs este, deci, producerea de energie, aceasta furnizând combustibilul necesar si, în plus,
ob inerea de intermediari pentru sintezele de aminoacizi şi acizi graşi. Prin urmare, ciclul Krebs are o
importan ă deosebită pentru sinteza şi degradarea carbohidra ilor, lipidelor şi proteinelor din organismele vii.

¡ ¤ ¡ ¡
$
£ ¥ % ¢ © ¦ ¢ ¨ §
Biosinteza zaharurilor reprezintă calea metabolică principală de anabolism a monozaharidelor şi
polizaharidelor în organismele vii.

15
Figura 3 - Ciclul Krebs
¥
¢
¢ ¦ £ ¨ ¨ £ ¨ ¥
Formarea carbohidra ilor din compuşi neglucidici (aminoacizi, acid lactic, etc) se numeşte ¢ ¦ £ ¨ ¨ £ ¨
.
Un exemplu în acest sens îl constituie sinteza glucozei în ficat din acidul lactic adus către sânge, în faza de
repaus, după o activitate musculară intensă, care conduce la acumularea acidului lactic format din glucoză.
Gliconeogeneza poate avea loc şi din intermediarii ciclului Krebs. Piruvatul poate fi ob inut din citrat,
izocitrat, cis-aconitat, etc, care în ciclul acizilor tricarboxilici pot fi transforma i în malat. Acesta poate
părăsi mitocondria şi se poate oxida în citoplasmă la oxalat. Gliconeogeneza poate avea loc şi din
aminoacizi care pot fi transforma i în acetil-CoA sau în intermediari ai ciclului Krebs şi mai departe în
glucoză.
%
¢
¢ ¦ ¨ £ ¨ ¥

16
Reprezintă procesul de sinteză a glicogenului din componente glucidice. Glucozo-6-fosfatul este utilizat atât
la ob inerea glucozei libere din sânge, cât şi la sinteza glicogenului şi a amidonului. Astfel, sub influen a
fosfoglucomutazei, acest compus se transformă în glucozo-1-fosfat.
Glucozo-6-fosfat Glucozo-1-fosfat

¡ ¦ ¡
§ ¡ ¥ £ ¤ ¥ % ¢ ¢ ¦ ¥ ¦ ¢ ¨ §
Glucidele sunt foarte răspândite în natură şi îndeplinesc o serie de func ii:
• sursă directă de energie pentru aproape toate celulele organismului (celulele creierului şi eritrocitele
sunt total dependente energetic de glucoză);
• substan e de rezervă (amidonul şi glicogenul);
• rol de sus inere - celuloza pentru plante, chitina pentru scheletul exterior al nevertebratelor;
• func ii specifice - rol în coagulare şi rol în imuno-apărare.

¡ § ¡ ¡
§ ¥ £ © ! § § ¢ ¥ ¨ ¦ ¢ ¨ § ¡ £ ¨ ! § ¡
Nivelul glucozei în sânge se numeşte ¢ ¦ ¨ ¢ ¨
. Valorile normale ale glicemiei sunt cuprinse între 70-110
mg%.
Efortul fizic influen ează glicemia, în sensul că cele de scurtă durată nu o modifică semnificativ, iar cele
îndelungate produc o scădere a glicemiei până la valori de 60mg%. Înainte de competi ie s-a constatat o
creştere semnificativă a glicemiei 140-180 mg%, acest lucru fiind pus pe seama eliberării în exces a
catecolaminelor şi implicit a mobilizării glicogenului hepatic.
Nivelul acidului lactic în sânge se numeşte lactacidemie şi este un indicator biochimic esen ial de evaluare şi
dirijare a efortului anaerob. Prezen a acidului lactic în sânge, ca rezultat final al glicolizei este nefavorabilă
activită ii musculare, deoarece în cantitate mare este toxic pentru organism.
În timpul efortului fizic lactacidemia creşte datorită scăderii pH-ului sanguin. La sportivii care practică
eforturi maximale şi de durată mică, valoarea lactacidemiei creşte de 20 de ori fa ă de normal. Aceste valori
trebuie corelate cu gradul de antrenament depus.
Întrebări
i. Care sunt reprezentan ii monozaharidelor? (Răspuns în capitolul Glucide)
ii. Care este produsul final al glicolizei? (Răspuns în capitolul Glucide)
iii. Ce este glicogeneza? (Răspuns în capitolul Glucide)
Capitolul 8. Biochimia contrac iei musculare
¡ ¡ ¢ ¡
$
¡ ¥
Energia eliberată în timpul procesului de rupere a legăturilor chimice poate fi folosită, deoarece o parte
din ea este depozitată în acest compus numit ATP: acid adenozin trifosforic. Energia eliberată când o
grupare anorganică fosfat din molecula de ATP este ruptă pentru a forma ADP (acid adenozin difosforic),
este utilizată pentru a conduce o serie de procese consumatoare de energie din organism:
• sinteza macromoleculelor din molecule mai mici (sinteza proteinelor din aminoacizi liberi);
• transportul prin membrane;
• lucrul mecanic (contrac ia musculară).
Reac iile care decurg cu ruperea legăturilor fosfat şi eliberarea unei molecule de fosfor, sunt catalizate
de enzime numite kinaze. În cazul descompunerii ATP-ului, aceste kinaze sunt abreviate ca ATP-aze.
Este de remarcat ca
$
¡ ¥
¨ © ¡ ¨ © ¢ £ § ¥ ! § ¨ ¨ £ ¨ § ¢ ¨ ¦ ¢ ¢ ¦ ¦ ¥ § ¨ ¨ © ¡ ¨ ¡ § ¥ £ © ! § ¥ % ¢ ¡ £ ¥ ¡ ¨ ! § ¨
¨ ¨ £ ¨ § ¢ ¨
folosite de celulele vii.
¡
¢ ¢ ¨ ¨ ¢ ¦ ¢ ¨ ¨ © £ ¡ § ¢ £ ¦ ¢ ¥ ¨ ¨ ! § ¨ ¨ ¨ ¢ ¡ ¥ § ¨ ¥ ¨ £ ¨ § ¢ ¨ ¢ ¡ £
¦ §
şi când ele sunt descompuse de reac ii de oxidare la dioxid de carbon şi apă, energia eliberată este
folosită la resinteza ATP din ADP şi P.
În acelaşi timp, ATP nu poate fi acumulat în cantită i foarte mari şi concentra ia ATP-ului intramuscular
este de 5mmol/kg de esut muscular.
În timpul efortului maximal, ATP-ul este suficient ca să alimenteze pentru 2 secunde for a musculară.
Experimentele au arătat că depozitul de ATP muscular nu este niciodată consumat complet, deoarece este
resintetizat eficient din ADP şi P cu aceeaşi viteză cu care este degradat. În timpul efortului submaximal,
sinteza ATP este realizată de oxidarea mitocondrială a carbohidra ilor şi lipidelor.

17
De asemenea, trebuie inut cont şi de faptul că fosfocreatina se găseşte în muşchi într-o cantitate de
aproximativ 5 ori mai mare decât ATP. Gruparea macroergică fosfat a fosfocreatinei este rapid transferată
ADP-ului prin ac iunea creatin-kinazei, prezentă în sarcoplasmă:
Fosfocreatina + ADP Creatina + ATP
¡ ¡ ¡

¡ § ¦ ¡ § ¥ ¦ ¢ ¢ © ¡ § ¢ ¥ ¡
Muşchii sunt compuşi din celule cilindrice, alungite, numite fibre. Aceste fibre con in niste structuri
interne care permit muşchiului să se contracte şi să se relaxeze. Muşchii individuali sunt constitui i dintr-o
serie de fibre paralele care se pot întinde pe întreaga lungime a muşchiului.
În interiorul fibrei musculare se află sarcoplasma (citoplasma celulei musculare), un fluid vâscos roşu
care con ine mioglobină şi miofibrile care sunt continue de la un capăt la altul în fibra musculară. Culoarea
roşie este datorată mioglobinei, un pigment intracelular respirator.
Energia este depozitată în sarcoplasmă ca lipide, glicogen, fosfocreatină, creatină, electroli i anorganici,
aminoacizi, peptide, ATP, ADP şi AMP.
Miofibrilele sunt compuse din filamente sub iri şi groase formate din proteine şi aranjarea acestor
filamente conferă muşchiului aspectul său striat atunci cand este analizat la microscop. Miofibrilele prezintă
de-a lungul întregii lungimi un model structural care se repetă la aproximativ 2,5 µm. Aceste unitati
repetitive numite sarcomere sunt unită ile contractile ale miofibrilelor. În muşchiul striat sarcomerele multor
miofibrile paralele sunt în registru transvers, ceea ce produce stria ii încrucişate de-a lungul celulei
musculare. Astfel, apare o alternan ă de benzi transversale clare şi întunecate. Benzile clare se numesc
izotrope sau benzi I, iar benzile întunecate se numesc anizotrope sau benzi A.
La o contrac ie maximă, sarcomerele se scurtează de la 20% până la 50%. Când muşchiul este întins în
mod pasiv, sarcomerele se pot lungi până la aproximativ 120% din lungimea lor în starea de repaus.
¡ ¡ ¤ ¡

¢ ¤ ¢ ¥ % ¢ ¦ ¢ ¢ ¦ ¥ ¦ ¢ ¢ © ¡ § ¢ ¥ ¡
Muşchiul con ine în structura sa următoarele componente:
- apă - între 72 şi 80%;
- substan e organice;
- substan e anorganice.

% © ¡ ¥ £ ¤ ¨ ¨ ¥ £ § ¥ £ ¢ ¦ ¨
sunt reprezentate în fibra musculară de:
- sodiu (80 mg%);
- magneziu (20 mg%);
- calciu (8 mg%);
- potasiu (400 mg%).

% © ¡ ¥ £ ¤ ¨ ¨ § ¥ £ ¢ ¦ ¨
sunt reprezentate de:
- proteine (18-20%);
- glucide (0,5-1%);
- lipide (1-3%);
- creatină, uree, amoniac, etc.
Proteinele musculare se clasifică în func ie de solubilitatea lor în:
• proteine insolubile:
- actină 15%;
- miozină 35-40%;
- tropomiozină 5-10%;
• proteine solubile:
- miogen 20%;
- globulină 10-20%;
- mioglobină.
Există două componente proteice majore în elementele filamentoase insolubile în apă, din muşchiul
striat: miozina şi actina. Aceste două proteine formează până la 80% din proteinele aparatului contractil.
¨
¢ ¢ £ ¥
, componenta majoră a filamentelor groase din muşchi, are o masă moleculară de 460.000 şi
este o moleculă lungă, de circa 160 nm, asimetrică, şi care prezintă un cap globular. Activitatea ATP-azică a
miozinei este localizată în întregime în zona capului moleculei. Lan urile uşoare din capul moleculei de
miozină au rol în legarea ATP-ului şi în activitatea ATP-azică de hidroliză a grupării fosfat. Miozina

18
purificată, intactă, leagă actina în două locuri specifice, pentru a forma actomiozina, un fenomen care
reprezintă o etapă crucială în mecanismul contractil. Când actina se leagă de miozină, are loc o modificare
semnificativă în activitatea ATP-azică, în timp ce pentru activitatea ATP-azică a miozinei pure este necesar
Ca2+
. Ionii de Mg2+
sunt inhibitori pentru miozină, iar activitatea ATP-azică a actomiozinei este stimulată de
aceşti ioni.$
¦ ¡ ¢ £ ¥
este o proteină care există în două forme:
- actina G (actina globulară);
- actina F (actina fibroasă), un polimer al actinei G.
Actina G monomeră este stabilă în apă distilată, însă în anumite condi ii se polimerizează pentru a forma
actina F. Fiecare moleculă de actină G leagă foarte strâns un ion de calciu. Leagă însă cu mare afinitate o
moleculă de ATP sau ADP.
Filamentele sub iri con in două proteine majore suplimentare care au o func ie regulatoare în controlul
formării şi scindării legăturilor dintre miofilamentele groase şi cele sub iri, cât şi în generarea energiei
mecanice.
Prima este ¡ § ¢ ¢ £ ¥
, care constituie aproximativ 11% din proteina contractilă totală a muşchiului.
Moleculele de tropomiozină se asociază capăt la capăt şi atunci când cristalizează, formează fibrile ce se
dispun într-o re ea cu ochiuri pătrate.
A doua proteină regulatoare majoră din filamentele sub iri este ¡ § £ ¢ £ ¥
, o proteină globulară mare,
care este formată din 3 subunită i polipeptidice. Fiecare moleculă de troponină este ataşată de filamentul
sub ire prin 2 locuri de legare: unul pentru lan ul de actină, iar celalalt pentru lan ul de tropomiozină.

¨ ¨ ¨ ¨ ¥ ¦ ¡ ¢ ¢ £
Cand se amestecă miozina şi actina în stare pură, se formează complexe de actomiozină. Raportul
dintre miozină şi actină, cât şi masa unor astfel de complexe de actomiozină, depind de condi iile
experimentale (pH sau concentra ie proteică).
O proprietate semnificativă a complexelor de actomiozină este aceea ca ele pot suferi disocieri în
prezen a ATP şi a ionilor de magneziu; disocierea este insotită de o mare şi rapidă scădere a vâscozită ii
solu iei de actomiozină.
¡ ¡ ¦ ¡ ¡
¢ § ¢ ¨ ¨ ! § ¡ ¢ ¨ ¡ ¥ % ¢ © ¥ © ¦ ¢ ¥ ¡
Există două tipuri de muşchi stria i. Din punct de vedere al vitezei de contrac ie şi al caracteristicilor
metabolice, fibrele musculare pot fi clasificate în:
• fibre roşii sau încete;
• fibre albe sau rapide.
Bazele fiziologice şi biochimice ale acestor diferen e au fost puse în eviden ă experimental. Miozina
celor două tipuri de fibre musculare există în forme moleculare diferite, iar activitatea ATP-azică a acestora
este caracterizată de diferite senzitivităti ale pH-ului, ceea ce furnizează fundamentul pentru identificarea
tipurilor de fibre men ionate mai sus.
În fibrele rosii, a căror culoare se datorează con inutului mare de mioglobină, respiratia serveşte ca sursă
principală de energie pentru refosforilarea ADP pe calea fosforilarii oxidative. Muşchii roşii se contractă
mai lent decât muşchii albi şi func ionează în mod normal în cicluri periodice regulate.
Muşchii albi, pe de altă parte, con in pu ină mioglobină şi putine mitocondrii; în astfel de muşchi
glicoliza este sursa principala de energie pentru refosforilarea ADP.
Unii muşchi con in ambele tipuri de fibre, albe şi roşii. În general, muşchii roşii utilizează acizi graşi
drept combustibîl major, care sunt oxida i prin ciclul de oxidare al acizilor graşi la acetil-CoA. Acesta din
urmă este oxidat la dioxid de carbon în cadrul ciclului Krebs. Muşchii albi în schimb, folosesc glucoza drept
combustibil major.
Consumul de oxigen al muşchiului striat poate creşte de 20 de ori sau mai mult în timpul trecerii de la
repaus la activitatea maximă. Intensificarea bruscă a respira iei este rezultatul hidrolizei rapide a ATP la
ADP şi P pe măsură ce muşchiul se contractă, fapt care stimulează atât glicoliza, cât şi ciclul Krebs. O parte
din ADP format în timpul contrac iei, este convertit în AMP conform reac iei:
2 ADP ATP + AMP
După o perioadă de maximă activitate musculară (o alergare rapidă), în timpul căreia lactatul apare în
sânge în cantitate mare, sportivul va continua să respire intens, cu mult peste nevoile din starea de repaus şi

19
să consume oxigen în cantită i suplimentare. Oxigenul suplimentar consumat în timpul perioadei de
revenire, numit „datoria de oxigen”, corespunde oxidării aproape în întregime a lactatului format în exces în
timpul activită ii musculare maxime.
Metabolismul muscular posedă o serie de particularită i:
- posedă echipamentul enzimatic necesar ciclului Krebs în cantitate mai mare fa ă de alte esuturi;
- satisfacerea necesită ilor energetice a determinat dezvoltarea depozitelor de oxigen, glicogen
muscular, ATP, ADP, AMP;
- perioadele de activitate maximală alternează cu perioadele de repaus, moment în care este nevoie
de mobilizarea unei cantită i mari de energie.
Întrebări
i. Care este structura func ională a muşchiului striat? (Răspuns în capitolul Biochimia contrac iei musculare)
ii. Ce este sarcoplasma? (Răspuns în capitolul Biochimia contrac iei musculare)
iii. Care sunt tipurile de fibre musculare? (Răspuns în capitolul Biochimia contrac iei musculare)
Capitolul 9. Metabolismul apei şi al ionilor minerali
¡ ¢ ¡
#
¢ ¥ £ ¤ ¢ § ¢ ¦
Apa este cel mai important component anorganic al organismelor vii, iar la om acoperă între 71 şi 73% din
greutatea nelipidică a corpului. Apa este dizolvantul universal şi este indispensabilă pentru men inerea şi
desfăşurarea normală a proceselor metabolice celulare.
Organsimul dispune de o rezervă destul de mică de apă; în acelaşi timp, el trebuie să-şi men ină echilibrul
hidric. Acest echilibru se realizează în condi ii normale în două moduri:
• aportul de apă
- asigurat de con inutul în apă al alimentelor şi lichidelor consumate;
• eliminarea de apă
- prin urină, fecale, perspira ie.
Temperatura normală a corpului în repaus este situată în intervalul 36-37ºC, iar în timpul exerci iului
temperatura poate creşte până la 38ºC. Când temperatura corpului creşte, oboseala centrală se instalează si,
în aceste condi ii, atle ii pot pierde prin transpira ie până la 2 litri de apă pe ora, chiar şi la o temperatură
ambientală scăzută.
Aşadar, înlocuirea apei pierdute prin transpira ie reprezintă o prioritate în timpul antrenamentului. Ingestia
orală de fluide în timpul efortului ajută să se reechilibreze volumul plasmatic normal şi previne efectele
adverse pe care deshidratarea le are asupra for ei musculare, rezisten ei şi coordonării. Compozi ia lichidelor
care se consumă în timpul efortului trebuie sa fie particularizată pentru fiecare sportiv.
¡ ¡ ¨
¨ ¡ ¥ % ¢ © ¢ £ ¢ § ¢ £ ¨ § ¥ ¢
Mineralele sunt compuşi anorganici răspândi i în natură şi se clasifică în macrominerale şi microminerale.
¨
¢ ¦ § ¢ £ ¨ § ¥ ¨ ¨
sunt crom, cobalt, cupru, fluor, iod, fier, mangan, molibden, seleniu, zinc.
¨
¥ ¦ § ¢ £ ¨ § ¥ ¨ ¨
sunt potasiu, sodiu, clor, calciu, magneziu, fosfor şi sulf.
¥

¥ ¦ ¢
Ajută la dezvoltarea din ilor şi a sistemului osos, este implicat în contrac ia musculară şi în transmisia
impulsului nervos. Are rol de reglare a activită ii enzimatice. Deficien ele de calciu se manifestă prin
crampe musculare, oase casante, osteoporoza. Excesul de calciu împiedică absorb ia unor substan e, produc
aritmie cardiacă, pietre renale. Calciul se găseşte în produse lactate, gălbenuş de ou, fasole şi mazăre. Doza
recomandată zilnic este de 1000 mg.
%

§
Este implicat în conduc ia impulsului nervos şi în formarea acidului clorhidric din stomac. Deficien a de clor
produce convulsii, iar excesul de clor produce hipertensiune.
Clorul se găseşte în carne, peşte, pâine, conserve, sare de bucătărie, lapte. Doza zilnică recomandată este de
750 mg.
¦
¨
¥ £ ¨ ¢
Stimulează sinteza proteinelor şi este o componentă a oaselor. Deficien a de magneziu se manifestă prin
oboseală, tremor şi crampe musculare, apatie. Excesul de magneziu produce grea ă şi vomă. Sursele de

20
magneziu sunt următoarele: peştele, fructele, nucile, cerealele, laptele şi iaurtul. Doza zilnică recomandată
este 320-420 mg.

¥
¡ ¥ © ¢
Este implicat în generarea impulsului nervos, contrac ia musculară şi balan a acido-bazică. Deficien a de
potasiu se manifestă prin crampe musculare, apatie, pierderea apetitului şi aritmii cardiace. Excesul de
potasiu se manifestă prin aritmie cardiacă. Potasiul se găseşte în carne, peşte, lapte, iaurt, fructe, legume şi
pâine. Doza zilnică recomandată este de 2000 mg.
¨
¡
© ! §
Este implicat în formarea oaselor, în contrac ia musculară şi în compozi ia membranelor celulare.
Deficien ele de fosfor se manifestă prin crampe musculare, oase casante, osteoporoză. Excesul de fosfor
produce malabsorb ie de calciu, fier, zinc şi cupru. Fosforul se poate lua din carne, ouă, peşte, lapte, brânză,
mazăre şi cereale. Doza zilnică recomandată este de 700 mg.
!

¢
Este implicat în homeostazie, generarea impulsului nervos, contrac ia musculară şi echilibrul acido-bazic.
Deficien a de sodiu produce ame eală, hiponantremie, crampe musculare, vomă, convulsii. Excesul de sodiu
produce hipertensiune şi grea ă. Sodiul se găseşte în carne, peşte, pâine, conserve, sare de bucătărie şi sosuri.
Doza zilnică recomandată 320-500 mg.
Majoritatea sportivilor nu au nevoie de o suplimentare a micronutrien ilor întrucat dietele lor sunt capabile să
satisfacă necesarul crescut de minerale datorat efectului pe care îl are antrenamentul intensiv regulat. Cu
toate acestea, există sportivi care au nevoie de o masă corporală scăzută (gimnastică, dans, box, etc) şi deci
necesită suplimentare cu micronutrien i. În general, cu excep ia fierului şi a calciului, deficien ele de
minerale pot fi corectate uşor printr-o nutri ie echilibrată.
Întrebări
i. Care sunt riscurile deshidratării? (Răspuns în capitolul Metabolismul apei si al ionilor minerali)
ii. Enumera i 5 microminerale. (Răspuns în capitolul Metabolismul apei si al ionilor minerali)
iii. Descrieti metabolismul clorului. (Răspuns în capitolul Metabolismul apei si al ionilor minerali)
Capitolul 10. Vitamine
Vitaminele sunt substan e organice care sunt necesare în cantită i mici în dietă şi sunt esen iale pentru o serie
de reac ii metabolice din organism şi pentru asigurarea unei creşteri şi dezvoltări normale.
Vitaminele sunt de două feluri:
- vitamine solubile în grăsimi (liposolubile)
- vitamine solubile în apa (hidrosolubile)
¢ ¡ ¢ ¡ ¡
¢ ¡ ¥ ¢ £ ¨ ¨ ¢ © % ¢ ¨
În această categorie de vitamine intră vitaminele A, D, E, K.
¥
¡
¢ ¡ ¥ ¢ £ ¥
$ ¢
§ ¨ ¡ ¢ £
Are rolul de a men ine esutul epitelial din piele şi mucoase, precum şi pigmen ii vizuali ai ochiului. Asigură
dezvoltarea corespunzătoare a sistemului osos. Deficien ele de vitamina A produc infec ii, creştere întărziată
şi orbire. Excesul de retinol produce vomă, migrene, oboseală, dureri articulare, piele uscată. Retinolul se
găseşte în ficat, peşte, ouă, produse lactate şi morcov. Doza zilnică recomandată este de 0,7-0,9 mg.
%
¡
¢ ¡ ¥ ¢ £ ¥
£
¢
¦ ¥ ¦ ¢ ! ¨ §
Are rolul de a creşte absorb ia calciului şi asigură formarea şi dezvoltarea sistemului osos. Deficien ele de
vitamina D produc un sistem osos fragil. Excesul de calciferol produce grea ă, iritabilitate, dureri articulare.
Vitamina D se găseşte în peşte, ouă, lactate şi se formează sub ac iunea razelor de soare asupra pielii. Doza
zilnică recomandată este de 5 µg.
¦
¡
¢ ¡ ¥ ¢ £ ¥ £
¢
¡ ¦ ! ¨ §
Are rolul de a lupta împotriva radicalilor liberi şi de a proteja membranele celulare. Deficien ele de vitamina
E produc anemie. Excesul de tocoferol produce migrene şi oboseală. Se găseşte în ficat, ouă, margarină, unt
şi cereale. Doza zilnică recomandată este de 15 mg.

¡
¢ ¡ ¥ ¢ £ ¥
¢
¨ £ ¥ ¢ £ ¥

21
Are rolul de a ajuta la formarea factorilor de coagulare. Deficien ele produc hemoragii, excesul, tromboze şi
vomă. Vitamina K se găseşte în ficat, ouă, brânză, unt şi se formează în intestinul gros sub ac iunea
bacteriilor. Doza zilnică recomandată este de 90-120 µg.
¢ ¡ ¡ ¡
¢ ¡ ¥ ¢ £ ¨ ¨ ¢ § © % ¢ ¨
¥
¡
¢ ¡ ¥ ¢ £ ¥
#
¢
¢
¡ ¢ ¥ ¢ £ ¥
Formează coenzime şi asigură metabolismul glucidic, precum şi func ionarea sistemului nervos central.
Deficien a de vitamina B1 se manifestă prin pierderea apetitului, apatie, depresie, iar excesul de vitamina B1
nu are efecte toxice. Tiamina se găseşte în cereale, cartofi, nuci, şunca, legume şi ficat. Doza zilnică
recomandată este 1,1-1,2 mg.
%
¡
¢ ¡ ¥ ¢ £ ¥
#

¢
§ ¢ % ! ¥ ¢ £ ¥
Este implicată în formarea coenzimelor, în oxidarea grăsimilor şi a carbohidra ilor. Deficien ele de
riboflavină se manifestă prin dermatită, iar excesul de vitamina B1 nu are efecte toxice. Se găseşte în lactate,
ficat, ouă, legume şi fasole. Doza zilnică recomandată este 1,1-1,3 mg.
¦
¡
¢ ¡ ¥ ¢ £ ¥
#
¤
¢
£ ¢ ¥ ¦ ¢ £
Este implicată în formarea coenzimelor, în sinteza grăsimilor şi men ine o piele sănătoasă. Deficien ele de
niacin se manifestă prin slăbiciune, pierderea apetitului şi probleme dermale. Excesul produce dureri de cap,
vomă şi inhibi ia lipolizei. Se găseşte în carne, ficat, peşte, cereale. Doza zilnică recomandată este 14-16
mg.

¡
¢ ¡ ¥ ¢ £ ¥
#

¢
¢ § ¢ ¢ £ ¥
Are rol în metabolismul proteinelor, în glicogeneza şi gliconeogeneza. Deficien ele de piridoxină produc
convulsii, anemie, dermatită, iar excesul duce la tulburări de echilibru. Se găseşte în carne, ficat, peşte,
cereale, cartofi, legume, lactate. Doza zilnică recomandată este 1,3 mg.
¨
¡
¢ ¡ ¥ ¢ £ ¥
#
¢
¢
¦ % ¥ ¥ ¢ £ ¥
Este implicată în formarea coenzimelor, în men inerea esutului dermal şi nervos. Deficien ele de
cobalamina produc oboseală, anemie, paralizie, iar excesul nu are efecte toxice. Se găseşte în carne, peşte,
ficat, ouă, lactate. Doza zilnică recomandată este 2,4µg.
!
¡
¢ ¡ ¥ ¢ £ ¥
¢
¥ ¦ ¢ ¥ © ¦ § % ¢ ¦
Are rol de antioxidant şi este implicată în formarea colagenului, sinteza steroizilor şi absorb ia fierului.
Deficien ele de acid ascorbic produc slăbiciune, infec ii, anemie. Excesul de vitamina C se manifestă prin
pietre la rinichi. Se găseşte în citrice, legume şi căpşuni. Doza zilnică recomandată este 75-90 mg.
Deşi vitaminele nu contribuie direct la furnizarea de energie, totuşi ele joacă un rol foarte important în
reglarea metabolismului. O deficien ă de vitamine B care ac ionează ca şi cofactori ai enzimelor în
metabolismul glucidic şi proteic, rezultă în oboseală şi incapacitate de efort sus inut.
Întrebări
i. Cum se clasifică vitaminele? (Răspuns în capitolul Vitaminele)
ii. Care sunt vitaminele hidrosolubile? (Răspuns în capitolul Vitaminele)
iii. Care este rolul vitaminei A? (Răspuns în capitolul Vitaminele)
Bibliografie
1. Vâjială, G., #
¢ ¦ ¢ ¢ ¥ ¨ ! § ¡ ¢ ! ¢ ¢ ¦
, Editura Funda iei

¡ £ ¢ ¥ ¨
¨
¡ ¢ £ ¨
”, Bucureşti, 1999
2. Karlson, M.,
¨
¥ £ ¥ ¨ % ¢ ¦ ¢ ¢ ¨
, Editura Medicală, Bucureşti, 1987

Biochimie

More Related Content

What's hot

Viewers also liked

Similar to Biochimie

More from Emilia Emilia

Biochimie