METABOLIZMUS prednáška z fyziológie pre študentov zubného lekárstva

Transcript

1 METABOLIZMUS prednáška z fyziológie pre študentov zubného lekárstva Katarína Babinská, MD, PhD, MSc., Fyziologický ústav LFUK, Bratislava 2016

2 palivo funkcia produkty spaľovania potrava palivo pre organizmus GIT rozklad látok z potravy na jednoduché vstrebateľné molekuly vstup do metabolických procesov v bunkách utilizácia látok získaných z potravy v metabolizme

3 - chemické a energetické deje prebiehajúce v bunkách organizmu Dva aspekty metabolizmu: 1. chemická premena látok (na stavbu, regeneráciu, funkciu tela) METABOLIZMUS A+B energia C 1. premena chemickej energie v substrátoch (chemické väzby živín) na energiu využiteľnú v bunkách (ATP a iné makroergické väzby) a jej využívanie pre životné funkcie

4 katabolizmus rozklad látok (napr. zásobný tuk, glykogén) uvoľňovanie energie (E) chemická E využitá pre funkciu organizmu (max 27%) tepelná E udržiavanie stálej teploty tela nevyhnutná pre udržanie homeostázy a normálny chod metabolických funkcii anabolizmus využitie substrátov na syntézu látok potrebných pre stavbu alebo funkciu tela (napr. bielkoviny tela, enzýmy, zásobný glykogén) spotreba energie - oba procesy prebiehajú kontinuálne v meniacom sa pomere - metabolické cesty sekvencia enzymatických chemických reakcii v predeterminovanom slede (glykolýza, Krebsov cyklus, Coriho cyklus atď.)

5 - životné procesy prebiehajúce v organizme (bunkách) spotreba energie syntéza tvorba tkanív membránový transport Energetický metabolizmus svalová aktivita termoregulácia a pod. udržiavanie membránového potenciálu Metabolická úroveň -množstvo energie spotrebovanej (vydanej) v organizme Jednotka - Joule (J) - kalória (cal) - staršia, ale v praxi stále používaná jednotka 1 cal = 4,18 J 1 Cal = 1000 cal výdaj energie sa zvyčajne uvádza v kj / 24 hod (1 hod, 1 min) energetický výdaj priemernej osoby je cca 8400 kj (2000 kcal)/deň

6 Jednotlivé orgány a tkanivá sa líšia metabolickou aktivitou - vysoká aktivita: kostrový sval, vnútorné orgány (pečeň, srdce, obličky, mozog) Hmotnosť tkaniva (% telesnej hmotnosti) Metabolická úroveň tkaniva (% BM) Rôzne (koža, kosti, črevo...) Tukové tkanivo Kostrový sval Orgány (mozog, pečeň sdce, obličky)

7 Metabolická úroveň v priebehu dňa kolíše kj (h) Spánok - najnižšia úroveň metabolizmu - cca o % než minimum v bdelosti Bdelý stav / aktivita nárast úrovne metabolizmu, závisí najmä od intenzity fyzickej aktivity

8 Bazálny metabolizmus Bazálny metabolizmus (BM) - najmenšie množstvo energie nevyhnutnej na udržanie životných funkcii funkcie organizmu v bdelom stave za bazálnych podmienok: 1. bdelý stav 2. fyzický pokoj (poloha v ľahu) 3. emočný pokoj 4. normotermia tela (36-37 C) 5. indiferentná teplota prostredia - teplotná neutrálna zóna - teplota vzduchu, pri akej je minimálny výdaj energie na termoreguláciu C 6. nalačno - postabsorbčný stav - cca hodín po požití pokrmu (tuky, sacharidy: cca 12 hod, bielkoviny cca 18 hod)

9 Faktory ovplyvňujúce metabolickú úroveň (BM) 1. Vek 2. Povrch a zloženie tela 3. Pohlavie 4. Hormonálny status Vek - BM vekom klesá - dieťa: rast vysoká hodnota BM (na 1 kg telesnej hmotnosti) - starnutie zmeny v zložení tela (pribúda tuk, ubúda aktívna beztuková hmota)

10 Veľkosť organizmu - povrch tela - priama úmernosť povrchu tela s úrovňou metabolizmu - súvis s termoreguláciou / výdajom tepla do prostredia väčší povrch tela väčšie straty tepla zvýšený metabolizmus na náhradu strát (teplo = produkt metabolizmu) - čím väčší jedinec, tým väčšia úroveň metabolizmu Zloženie tela tuk nízka metabolická úroveň - nižší BM (bunky naplnené zásobným tukom) beztuková hmota tela vyššia metabolická úroveň (vyšší BM)

11 Pohlavie -muži - vyšší BM (o 5 7%) vyšší podiel svalstva/nižší obsah tukového tkaniva než ženy - tuk - metabolicky menej aktívny než svaly vyššia hmotnosť / väčší povrch tela vyššia hladina testosterónu - anabolický efekt

12 Hormonálny stav - hormóny štítnej žľazy T3, T4 - katecholamíny (stres) - rastový hormón - testosterón -zvýšená sekrécia zvyšuje metabolizmus a naopak Napr. Stres adrenalín zvyšuje metabolizmus Adaptácia na chlad zvýšená tvorba tyroxínu zvýšenie BM Adaptácia na teplo znížená tvorba tyroxínu zníženie BM Testosterón zvyšuje BM

13 Zložky denného výdaja energie* Špecifický dynamický účinok potravy (6%) Termoregulácia (6 %) Pohyb fyzická aktivita (25 30%) Bazálny metabolizmus (60%) * u fyzicky aktívnej osoby

14 Metabolickú úroveň zvyšuje nad bazálnu hodnotu: 1. Pohyb fyzická aktivita - v najväčšej miere zvyšuje celkový energetický výdaj - miera zvýšenia - závisí od intenzity pohybu, resp. dĺžky trvania - výdaj energie pri rôznych činnostiach možno vyjadriť ako násobok hodnoty bazálneho metabolizmu Činnosť Zvýšenie BM Ľahké činnosti v sede (jedenie, počítačové hry, štúdium) 1.4 Ľahké činnosti v stoji (umývanie riadov, varenie) 1.7 Chôdza pomalá (prechádzka) 2.8 Chôdza bežné tempo 3.2 Chôdza rýchla 3.4 Šport ľahká fyzická aktivita (bowling, stolný tenis. atď.) 3.3 Šport stredne namáhavý (plávanie, tenis, korčuľovanie, bicyklovanie) 5.5 Šport namáhavý (futbal, atletika, džoging, hokej) 6.6 Intenzívna telesná aktivita výrazne zvyšuje výdaj energie Chudnutie výdaj energie, ktorý prevyšuje príjem

15 PAL Physical activity level Úroveň fyzickej aktivity - jednoduché vyjadrenie úrovne telesnej aktivity číslom - pomer medzi celkovým denným výdajom energie a bazálnym metabolizmom PAL = Výdaj energie za 24 h Bazálny metabolizmus - v rámci zdravej životosprávy sa odporúča dosahovať hodnotu PAL nad 1.75 PAL Bežné činnosti Životospráva < 1.4 Osoby s obmedzenou mobilitou, pacienti v nemocnici Neaktívny Malé množstvo pohybu v práci aj vo voľnom čase, napr. úradník Sedavá Mierna fyzická aktivita v práci, napr. laborant, práca v poľnohospodárstve, cestovnom ruchu. Osoby so sedavou prácou, ak intenzívne cvičia aspoň 1 hod/ deň Veľké množstvo pohybu v práci, napr. stavebníctvo, fitness tréneri, Osoby so sedavou prácou, ak intenzívne cvičia viac ako 2 hod/deň Mierna aktivita Vysoká aktivita > 2.4 Profesionálni športovci Extrémna aktivita

16 2. Špecificko-dynamický efekt potravy (stravou indukovaná termogenéza) - pojem pre označenie zvýšeného energetického výdaja v postprandiálnom období (po jedle) - energia je vynaložená na procesy - trávenie - vstrebávanie - transport živín - využitie živín v bunkách Živina Vzostup BM Trvanie účinku Sacharidy % 3-12 hod Tuky % 3-12 hod Bielkoviny* +30 % hod Bežná zmiešaná strava 6 % 6-12 hod *stimulačný účinok niektorých aminokyselín, syntéza bielkovín energeticky vysoko náročný proces

17 3. Teplota prostredia - pri vyššej aj nižšej teplote ako neutrálna (termoindiferentná zóna C) sa aktivuje termoregulácia, pri ktorej sa zvyšuje energetický výdaj: - vyššia teplota - výdaj prebytočného tepla (potenie) - nižšia teplota - zvýšená tvorba tepla (svalová aktivita) 4. Telesná teplota (TT) - každé zvýšenie TT o 1 C nárast metabolizmu o % - zníženie TT / hypotermia zníženie metabolizmu 5. Iné faktory - lieky, gravidita, kofeín, a pod. - zvyšujú metabolickú úroveň vo veľmi malej miere

18 úroveň metabolizmu zvýšená Chladné prostredie zvyšuje sa úroveň metabolizmu potrebná vyššia tvorba tepla Horúce prostredie zvyšuje sa úroveň metabolizmu na zabezpečenie ochladzovania tela telesná teplota (TT) teplota prostredia Zvýšenie TT o 1 C nárast úrovne metabolizmu o 10 % neutrálna teplota znížená Pokles TT (hypotermia) pokles metabolizmu znížená zvýšená teplota

19 Zdroje energie a spalné teplo - zdroj energie: potrava/živiny: bielkoviny, tuky, sacharidy - v organizme sa oxidujú uvoľňuje sa energia - fyziologické spalné teplo množstvo energie uvoľnené oxidáciou 1 g živiny v organizme (energetická hodnota živín) - fyzikálne spalné teplo množstvo energie uvoľnené spálením (oxidáciou) 1 g živín v kalorimetri spalné teplo fyzikálne fyziologické sacharidy 17 kj 17 kj tuky 38 kj 38 kj bielkoviny 23 kj 17 kj * (alkohol 29 kj 29 kj) B, T, S * tuky a sacharidy sa v tele oxidujú úplne fyzikálne spalné teplo = fyziologické spalné teplo * bielkoviny sa neoxidujú úplne produktom sú aj dusíkaté látky (močovina), v ktorých sa viaže určité množstvo energie a ktoré sa vylučujú z tela - fyzikálne spalné teplo > fyziologické spalné teplo

20 Energetická bilancia vyvážená: príjem energie (z B+ T+ S) = výdaj E - pre zdravého dospelého optimálny stav - indikátor: stála telesná hmotnosť pozitívna: príjem E > výdaj E - ukladanie nadbytočnej energie do zásob - zvyšovanie telesnej hmotnosti - pri podvýžive žiaduci jav - vznik obezity nežiaduci jav negatívna: príjem E < výdaj E - kompenzácia energetického deficitu využívaním zásobných foriem energie (glykogén, tukové tkanivo, bielkoviny) - chudnutie (pozitívny aj negatívny aspekt)

21 1. výpočtom podľa vzorca Meranie energetického výdaja existujú viaceré vzorce (zväčša potrebné údaje o veku, výške, hmotnosti) 2. výpočet pomocou tabuliek (Harrisove Benedictove tabuľky) - podľa výšky, hmotnosti, veku, pohlavia - odčítavajú sa 2 hodnoty (vo 2 tabuľkách) BM = Hodnota BM podľa hmotnosti + Hodnota BM podľa veku a výšky 3. priama kalorimetria - meranie v špeciálne izolovaných meracích komorách - meria sa množstvo tepla vydané z tela do prostredia a prepočíta sa na celkovú spotrebu energie

22 4. Nepriama kalorimetria - výpočet energetického výdaja sa určuje na základe množstva v tele spotrebovaného O 2 a vytvoreného CO 2, ktorých množstvo sa určí meraním Princíp: - metabolizmus človeka je aeróbny: energia sa získava oxidáciou substrátov - medzi spotrebou kyslíka a úrovňou metabolizmu je priamy vzťah (O 2 sa v tele neukladá do zásob) A/ Zatvorená metóda - na stanovenie energetického výdaja sa meria sa spotreba O 2 B/ Otvorená metóda - na stanovenie energetického výdaja sa meria sa spotreba O 2 aj tvorba a CO 2 (presnejšia metóda)

23 Pre výpočet metabolizmu potrebujeme zistiť: Respiračný kvocient (RQ) = vytvorený CO 2 spotrebovaný O 2 sacharidy RQ = 1 C 6 H 12 O O 2 6 CO H 2 O tuky RQ = 0,7 C 12 H 31 COOH + 23 O 2 16 CO H 2 O bielkoviny RQ = 0,8 - t.j. RQ závisí od substrátu, aký sa v tele oxiduje - priemerná hodnota pri zmiešanej strave RQ = 0,82

24 Energetický ekvivalent (EE) množstvo energie uvoľnené v organizme pri spotrebe 1 l kyslíka závisí od druhu oxidovaného substrátu (t.j. aj od RQ) oxidácia 1 mol jednotlivých živín si vyžaduje rôzne množstvo O 2 a odlišná je i produkcia CO 2 Energetický metabolizmus = potreba O 2 x energetický ekvivalent Tab 8.4 Energetické ekvivalenty 1 litra kyslíka pre RQ od 0.69 do 1.00 (RQ respiračný kvocient, EE energetický ekvivalent) RQ EE (kj) RQ EE (kj) RQ EE (kj) RQ EE (kj)

25 Energetický metabolizmus pri fyzickej aktivite Fyzická aktivita okamžitý vzostup spotreby energie (metabolickej úrovne) zvýšená potreba a/ energetických substrátov b/ kyslíka kj 8400 fyzický pokoj fyzická aktivita 0 3 Čas (min)

26 Zdroje energie pre pracujúci sval - svaly využívajú ako bezprostredný zdroj energie na kontrakciu ATP 1. Fosfagénový systém a/ ATP zásoby v svaloch ATP - prvý rýchly zdroj energie po začatí telesnej práce - malá zásoba - postačuje na 1-3 s kreatín b/ Kreatínfosfát (CP) - nevyužíva sa priamo ADP+ADP - slúži na rýchlu regeneráciu ATP ADP+ P + E kreatínfosfát AMP+ ATP Zásoby CP a ATP postačujú na 8 10 s Významný zdroj energie pri krátkotrvajúcich intenzívnych aktivitách 2. Využívanie sacharidov, tukov na tvorbu ATP a/ Anaeróbny metabolizmus (glukóza, glykogén) b/ Aeróbny metabolizmus (sacharidy, tuky)

27 Reakcia organizmu na zvýšenú záťaž - zvýšené požiadavky na O 2 - aktivujú sa systémy zabezpečujúce prísun O 2 do pracujúceho svalu zvýšená ventilácia (dychový objem aj frekvencia) zvýšený minútový výdaj srdca (frekvencia aj vývrhový objem) redistribúcia krvi sval - mechanizmy sa aktivujú postupne - zvýšenie prísunu O 2 do pracujúceho svalu na dostatočnú úroveň si trvá určitý čas (cca 3-5 min)

28 - využíva sa kyslíková rezerva (relatívne malá): -O 2 viazaný na hemoglobín a myoglobín - zvýšený uptake kyslíka tkanivami - pokles saturácie Hb (venózna krv) -O 2 fyzikálne viazaný v krvi A 96% V 75 % A 96% V 50 % - rezerva O 2 - nie dostatočná - v úvodnej fáze fyzickej aktivity - potreba O 2 > dodávka O 2 - vzniká kyslíkový deficit (dlh)

29 Kyslíkový deficit = rozdiel medzi potrebou O 2 a dodávkou O 2 energia sa získava anaeróbne - glykolýzou glukóza pyruvát laktát 1 molekula glukózy 2 ATP 1 molekula glykogénu - 3 ATP nižšia efektívnosť 1 mol glukózy aeróbne: 38 mol ATP anaeróbne 2 (3) mol ATP

30 Rovnovážny stav -prísun O 2 do svalu zodpovedá metabolickým požiadavkám Aeróbny metabolizmus - využitie glukózy, karboxylových kyselín (a aminokyselín)

31 Fáza zotavovania - nasleduje po ukončení fyzickej aktivity - spláca sa kyslíkový dlh = po ukončení telesnej práce zostáva načas zvýšená spotreba O 2 a zvýšená metabolická úroveň, ktorá postupne klesá na pokojové hodnoty Využitie O 2 (splácanie kyslíkového dlhu) - odbúranie laktátu (premena na glukózu) - resyntéza ATP z ADP a AMP - resyntéza kreatínfosfátu - nasýtenie hemoglobínu a myoglobínu kyslíkom

32 - koniec zotavovacej fázy nastáva, keď sa vráti do pokojových hodnôt - srdcová frekvencia - dychová frekvencia - krvný tlak, atď. Veľkosť kyslíkového dlhu = spotreba O 2 v zotavovacej fáze nad pokojové hodnoty

33 Maximálna spotreba kyslíka VO 2max - maximálne množstvo kyslíka, ktoré je organizmus schopný prijať pri intenzívnom fyzickom zaťažení za časovú jednotku - má svoj strop (muž cca ml.kg -1.min -1 ) Maximálny príjem kyslíka aeróbna kapacita odráža fyzickú zdatnosť jednotlivca

34 - pri ťažkej fyzickej aktivite presahujúcej VO 2max prebieha časť metabolických pochodov anaeróbne Ťažká fyzická aktivita - ak je prekročená hodnota VO 2max - nenastáva rovnovážny stav - počas celého výkonu spotreba O 2 > dodávka O 2 - potreba prevyšuje maximálnu spotrebu O 2 (maximálne množstvo O 2, ktoré môže organizmus prijať za 1 min)

35 Účinnosť fyzickej práce počas telesnej aktivity sa na uskutočnenie vonkajšej práce (pohyb) využíva iba časť spotrebovanej energie, zvyšok sa uvoľňuje vo forme tepla účinnosť telesnej práce množstvo vykonanej fyzikálnej práce = celkové množstvo energie uvoľnenej v energetickom metabolizme Dynamická práca - striedanie kontrakcie a relaxácie svalov, kĺby a svaly v pohybe (plávanie, chôdza, upratovanie a pod.) - účinnosť priemerne 25% = 0,25 - t.j. 25 % spotrebovanej energie vynaloží na vykonanie fyzikálnej práce a 75 % sa premení na teplo Statická práca - účinnosť 0% - izometrické sťahy svalov - trvalá kontrakcia vysokej intenzity - sila nepôsobí po dráhe (napr. držanie závažia v ruke) - celá spotrebovaná energia sa premení na teplo

36 živiny (z potravy alebo zo zásobných foriem) Sacharidy Zdroje energie pre organizmus Tuky Bielkoviny (Alkohol) Nevyužívajú sa priamo! - chemická energia ich uhlíkových väzieb musí sa premeniť na formu, ktorú dokážu bunky priamo utilizovať makroergické väzby -adenozíntrifosfát(atp) - kreatínfosfát (KP) -cytidíntrifosfát (CTP) - guanozín trifosfát (GTP), atď. Adnozíntrifosfát (ATP) - univerzálna forma energie - priamy zdroj energie pre väčšinu bunkových funkcií - prítomný vo všetkých bunkách - koncové 2 fosfátové väzby - makroergické ATP + H 2 O ADP + P i + energia ADP + H 2 O AMP + P i + energia

37 Krebsov cyklus (cyklus kyseliny citrónovej, cyklus trikarboxylových kyselín) cyklická metabolická dráha kľúčová pre energetický metabolizmus a tvorbu ATP sled chemických reakcii, pri ktorých sa oxiduje acetyl Co A vytvorený z tukov sacharidov bielkovín (aj ďalšie metabolity) prebieha v mitochondriách výlučne za aeróbnych podmienok produkt: redukované koenzýmy dehydrogenáz vstupujú do dýchacieho reťazca tvorba ATP (oxidatívna fosforylácia)

38 Trávenie, vstrebávanie a metabolizmus sacharidov

39 Trávenie sacharidov ÚSTNA DUTINA slinná a-amyláza škrob polysacharid sacharóza disacharid laktóza disacharid glukóza fruktóza monosacharidy zo stravy TENKÉ ČREVO pankreatická šťava a-amyláza maltóza TENKÉ ČREVO kefkový lem enterocytov maltáza sacharáza laktáza glukóza glukóza glukóza glukóza fruktóza galaktóza Vstrebávanie do krvi

40 Metabolizmus sacharidov - pečeň väčina galaktózy a fruktózy premenená na glukózu - glukóza - hlavný sacharid v organizme - hlavný/výlučný zdroj energie pre niektoré tkanivá (mozog, erytrocyty) - hladina v krvi striktne regulovaná (inzulín, glukagón) Hlavné metabolické cesty glukózy 1. Aeróbne podmienky a/ Glykolýza: 1x glukóza 2x pyruvát (nevyžaduje prítomnosť O 2 ) b/ pyruvát (+ CoA) AcCoA Krebsov cyklus + oxidatívna fosforylácia ATP 2. Anaeróbne podmienky Glykolýza: 1x glukóza 2x pyruvát laktát - keď sa obnoví dostupnosť O 2 : laktát pyruvát glukóza... Iné cesty utilizácie Krebsov cyklus Energetický zisk: -aeróbne 38 ATP -anaeróbne 2 ATP

41 2. Glykogenéza a glykogenolýza - glykogén - zásobná forma sacharidov - tvorí a ukladá sa najmä v pečeni (5-8% hmotnosti) a svaloch glykogén v pečeni - glukóza sa môže uvoľňovať do krvi pre potrebu iných tkanív glykogén v svaloch svaloch iba pre potreby svalu, nemôže opustiť svalovú bunku 3. Premena glukózy na tuk v prípade saturácie rezerv glykogénu 4. Glukoneogenéza tvorba glukózy z pyruvátu, glukogénnych aminokyselín, glycerolu (v pečeni) Regulácia metabolizmu sacharidov - inzulín (anabolický vplyv) - glukagón, tyroxín, rastový hormón, adrenalín, kortizol (katabolický vplyv)

42 Hlavné metabolické cesty glukózy Glykogén Syntéza nukleových kyselín Tvorba NADPH + Glykogenolýza Glykogenéza Pentózový cyklus Glukóza Glykolýza Pyruvát Aeróbny metabolizmus Glukoneogenéza Anaeróbny metabolizmus Aminokyseliny MK + Glycerol Laktát CO 2, H 2 O Energetický zisk: Tuky -aeróbne 38 ATP -anaeróbne 2 ATP

43 Trávenie, vstrebávanie a metabolizmus tukov

44 Trávenie tukov tuky TENKÉ ČREVO pankreatická lipáza žlč črevná lipáza mastné kyseliny glycerol monoacylglyceroly vstrebávanie: krv, lymfa

45 Metabolizmus tukov 1. Lipolýza glycerol glykolýza mastné kyseliny: β-oxidácia v mitochondriách vzniká AcCoA Krebsov cyklus oxidatávna fosforylácia ATP - energetický zisk (k. steárová) 147 ATP 2. Akumulácia v tukovom tkanive (menej v pečeni) - TAG 3. Tvorba ketolátok - kyselina acetoctová, β hydroxymaslová, acetón - zvýšená tvorba pri deficite glukózy (v pečeni) - utilizácia v Krebsovom cykle - pri deficite glukózy - zdroj energie pre mozog (!), myokard, sval 4. Syntéza tukov (lipogenéza) MK: z AcCoA glukóza, niektoré aminokyseliny (+ degradované tuky) Glycerol: z glukózy

46 Trávenie, vstrebávanie a metabolizmus bielkovín

47 Trávenie bielkovín ŽALÚDOK (15%) pepsín HCl TENKÉ ČREVO pankreatická šťava trypsín chymotrypsín karboxypeptidáza TENKÉ ČREVO kefkový lem enterocytov peptidázy aminopeptidázy bielkoviny polypeptidy, peptidy aminokyseliny, dipeptidy, tripeptidy krv

48 Hlavné metabolické cesty bielkovín 1. Syntéza bielkovín tela z aminokyselín prijatých potravou 2. Degradácia aminokyselín - Odčlenenie a/ aminoskupiny vznik b/ 2-oxokyselín a/ Dusík z aminoskupin se nedá využít na produkciu energie z tela sa odstraňuje premena na amoniak, následne na močovinu -vylučovanie močom b/ 2-oxokyseliny Krebsov cyklus 3. Novotvorba neesenciálnych aminokyselín (z esenciálnych, z pyruvátu...) 4. Tvorba funkčne významných derivátov aminokyselín - biogénne amíny, NO 2, puríny a pyrimidíny, hormóny a pod.

49 Energetický príjem a výdaj za 24 hodín Výdaj (spotreba) energie: kontinuálny proces Príjem energie: 3-5x /deň Zásobné formy energie (h) - tukové tkanivo 75 % zásob - glykogén 1% pečeň, svaly - bielkoviny 24 %(odbúravanie aktívnej hmoty!!) - makroergické väzby: ATP, kreatínfosfát a pod. iba malé zásoba V závislosti od dostupnosti substrátov prevažuje katabolizmus alebo anabolizmus

51 Fáza spracovania potravy Do 4 hodín po príjme potravy substráty sa absorbujú z GIT a vstupujú do krvi Metabolizmus ovplyvňuje najmä vstrebávanie glukózy do krvi a zvýšenie glykémie Hormonálna regulácia Z pankreasu sa vylučuje inzulín (podnet zvýšená glykémia), Hladina glukagónu klesá Adrenalín a kortizol nehrajú signifikantnú úlohu v tejto fáze

52 Utilizácia substrátov nastáva dostatok glukózy - stáva sa hlavným zdrojom energie pre tkanivá väčšina vstrebaných triacylglycerolov vstupuje do tukového tkaniva a ukladá sa do zásob Inzulín stimuluje uptake glukózy do svalov preferovaný zdroj energie syntéza glykogénu v pečeni a svaloch uptake glukózy do tukového tkaniva využitie na syntézu triacylglycerolov uptake aminokyselín zvýšená tvorba bielkovín (pečeň aj ostatné tkanivá) V pečeni sa zvyšuje syntéza mastných kyselín a triacylglycerolov (preože ako zdroj energie sa využíva najmä glukóza) Tvorba častíc VLDL zvýšené hladiny v krvi Transport TAG a cholesterolu do periférnych tkanív Ukladanie TAG do tukového tkaniva

54 Metabolizmus v čase čerpania zo zásob začína cca 4 hodiny po poslednom jedle Môže pretrvávať 4-5 dní, následne nastáva obdobie hladovania Hormonálna regulácia Determinovaná najmä poklesom glykémie - signalizuje ukončenie procesu vstrebávania z GIT Klesá hladina inzulínu v krvi Vzostup hladiny glukagónu Hlad je stresor uvoľňuje sa adrenalín, noradrenalín

55 Využitie substrátov Glukagón - účinky: rozklad glykogénu v pečeni - glukóza sa uvoľňuje do krvi zvyšuje sa aktivita lipázy v tukovom tkanive uvoľňovanie voľných mastných kyselín glukoneogenéza (aminokyseliny, pyruvát) Zníženie hladiny inzulínu spôsobuje Znížený uptake glukózy v kostrových svaloch Znížený uptake aminokyselín do kostrového svalu, znížená syntéza bielkovín, AMK slúžia pre potreby glukoneogenézy tkanivá (okrem mozgu a erytrocytov) preferenčne utilizujú mastné kyseliny glukóza sa šetrí pre mozog a Ery pečeň syntéza ketolátok (z prebytku mastných kyselín nad potreby pečeňových buniek) Metabolický substrát pre iné tkanivá (vrátane mozgu)

56 Humorálna regulácia metabolizmu Tyroxín - výrazný vplyv na energetický metabolizmus - glykolýza - lipolýza - syntéza bielkovín - Glukagón Inzulín - vstup glukózy do buniek ( v krvi) - syntéza glykogénu, - syntéza bielkovín, - syntéza TAG Rastový hormón -pokles vstupu glukózy do buniek ( glykémie) -lipolýza -syntéza bielkovín Adrenalín -glykogenolýza ( glykémie) -lipolýza -bez efektu na bielkoviny - glykogenolýza, glukoneogenéza, ( glykémie) - lipolýza - proteolýza Kortizol - pokles vstupu glukózy do buniek ( glykémie) - lipolýza - proteolýza, pokles vstupu AMK do buniek