Stručný pohled do biochemie Aneb Co se v nás vlastně odehrává II.

V minulém článku jsme pojednali o základních fázích přeměny sacharidů v organismu. Ačkoliv je všeobecně známo, že primárním palivem organismu jsou právě sacharidy, stále zde existují cesty, pomocí kterých lze získat energii z jiných živin, jako jsou bílkoviny či tuky. Stejně tak zůstává faktem, že za běžných podmínek fungují vybrané buňky lidského organismu pouze na degradaci glukózy. Jak je tedy možné, že sacharidy nejsou esenciální živiny? Mohou některé živiny funkci sacharidů zastoupit a pokud ano, jak si s takovou situací organismus poradí?

Degradace bílkovin

Při letmém pohledu na skelet molekuly aminokyselin je zřejmé, že jejich zpracování organismem bude výrazně odlišné od zpracování tuků či sacharidů. V molekulách aminokyselin je totiž organicky navázaný dusík (chem. Zn. N), který musí být při degradaci aminokyselin z molekuly odstraněn (viz obr. threoninu a argininu).

Na podobný proces je organismus velmi dobře vyzbrojen. Za pomoci vitaminu B6 a příslušného enzymatického komplexu, jehož nedílnou součástí jsou atomy zinku, z molekuly dusík odstraňujeme a v několika krocích jej převádíme na citrulin, arginin až ho nakonec z organismu vylučujeme pomocí močoviny. Řada lidí v obavě z rizika vzniku dny omezuje příjem bílkovin, jelikož se mylně domnívá, že močovina způsobuje toto nepříjemné kloubní onemocnění. To však není pravda! Dna zpravidla vzniká usazováním kyseliny močové, která v lidském organismu vzniká rozkladem dusíkatých bází (přílišná konzumace masa, ale nikoliv kvůli bílkovinám jako takovým, či kofeinu).

Původní aminokyselina ochuzená o atom dusíku je následně dále zpracovávána. Nutno poznamenat, že degradace jednotlivých aminokyselin mezi sebou se liší kvůli samotné struktuře daných molekul. Tak například kyselina asparagová je degradována na oxalacatát, který je součástí Krebsova cyklu, a může následně sloužit jako substrát pro tvorbu glukózy. Podobně arginin při své degradaci poskytuje alfa-ketoglutarát, který je stejně tak intermediátem Krebsova cyklu, a proto může také sloužit jako materiál k syntéze glukózy. Podobné aminokyseliny proto nazýváme glukogenní, mohou poskytovat molekuly glukózy. Naproti tomu lysin či leucin během svého rozkladu poskytují již jen acetyl-CoA či acetoacetyl-CoA; takové aminokyseliny proto nazýváme aminokyselinami ketogenními, jelikož vedou k tvorbě ketolátek.

Degradace tuků a mastných kyselin

Rozklad mastných kyselin za účelem získání energie je o poznání jednodušší. Samotnou štěpnou fázi nazýváme beta-oxidací a jejím výsledkem je zisk molekul acetyl-CoA. Opačný proces, během kterého vznikají mastné kyseliny z acetyl-CoA je také možný, nicméně probíhá za přítomnosti jiných enzymů. Právě molekuly acetyl-CoA jsou oním křížícím místem mezi jednotlivými degradacemi různých živin. I z toho důvodu je možné jakékoliv přebytečné živiny ukládat v tukových zásobách, jelikož se tak děje právě při nadbytku acetyl-CoA. O tom, zda se spíše skládají mastné kyseliny z acetyl-CoA (tloustneme) či se naopak spíše rozkládají mastné kyseliny za zisku acetyl-CoA (hubneme) rozhoduje kalorická bilance; akutně však má vliv i vyplavený insulin, který degradaci mastných kyselin inhibuje (je to logické – přijímáme-li živiny, vyplavuje se insulin, není tedy potřeba uvolňovat uložené živiny, naopak je výhodné v daný okamžik přítomné živiny ukládat do zásoby).

Vzniklé molekuly acetyl-CoA se dále metabolizují stejně, jako bylo popsáno v případě sacharidů. Je však možné je spalovat pouze v rámci Krebsova cyklu, tedy aerobním způsobem = za dostatku kyslíku. Acetyl-CoA není možné spalovat anaerobním způsobem, a proto tuky nemohou sloužit jako palivo pro náročné a intenzivní výkony (v případě sacharidů jsme mohli využít oxidace pyruvátu na kyselinu mléčnou).

V případě dlouhodobého nedostatku sacharidů, ketogenní diety, hladovění či vyčerpávajících sportovních výkonů se organismus dostane do fáze, kdy má přebytek acetyl-CoA (vznikají rozkladem tuků) a nedostatek intermediátů Krebsova cyklu. Molekuly acetyl-CoA začínají kondenzovat a sami poskytují tzv. ketolátky. Mezi ketolátky patří acetoacetát, který volně degraduje na aceton, a především beta-hydroxybutyrát. Jakožto polární látka se dobře rozpouští v krvi a může se dostávat až do mozkových buněk, kde nahrazuje funkci sacharidů, jelikož jeho rozkladem opět zpětně vzniká acetyl-CoA. Častým vedlejším účinkem takových stavů bývá právě aceton, který jakožto těkavá látka snadno přechází do plic, a proto je možné jej detekovat v dechu. Výše popsaný nouzový stav nazýváme ketózou, s jejím využitím se můžeme setkat nejen ve sportovní sféře, ale také ve zdravotnických prostředích.


Autor článku: Martin Schmiedl


 

Comments:0

Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *