Metabolizmus a energetické reakcie

Metabolizmus látok a energií

• Organizmus je živá sústava, ktorá vykonáva všetky životné funkcie. Je ohraničený priestorovo voči okoliu a obmedzený v čase.
• Živé organizmy sú vysoko usporiadané štruktúry – otvorené systémy. Neustále prijímajú nové látky, energiu a informácie.
• Metabolizmus je súbor všetkých zložitých reakcií (látková premena) v organizme.
• Chemické reakcie sú doprovádzané energetickými zmenami. Rozdeľuje sa na látkový a energetický metabolizmus.

Anabolické reakcie

• Telo si syntetizuje vlastné látky.
• Vytvoria sa stavebné látky pre rast a obnovu buniek.
• Vzniknú aj biologicky významné látky, ako sú enzýmy, hormóny, NK a plazmatické bielkoviny.

Katabolické reakcie

• Telo štiepi vstrebané živiny na jednoduchšie látky.
• Pri štiepení sa uvoľňuje energia.
• Štiepenie zložitých látok prebieha za prítomnosti kyslíka v metabolickej dráhe (Krebsov cyklus/citrátový cyklus) pri aerobnej oxidácii (sacharidy, lipidy, bielkoviny).
• Energia sa uvoľňuje vo forme ATP.

Porovnanie anabolizmus x katabolizmus

• Anabolizmus: Obnovenie živej hmoty, energetická zásoba (mechanická práca, transport), tvorba látok potrebných pre riadenie (hormóny, enzýmy).
• Katabolizmus: Udržanie telesných funkcií, štiepenie a využitie potravy, termoregulácia, pohybová aktivita. Oba deje sú riadené nervovo a hormonálne a v zdravom tele sú v rovnováhe. V období rastu sú zvýšené anabolické deje, v starobe sa metabolizmus znižuje.

Bazálny metabolizmus (BMR)

• Energetická spotreba nevyhnutná pre udržanie základných životu nevyhnutných funkcií (srdečná činnosť, dýchanie, práca mozgu).
• Minimálne množstvo energie, potrebné pre udržanie homeostázy.
• Závisí od povrchu tela, veku a pohlavia (Muži > Ženy).

Energetický ekvivalent

• Sacharidy - 21,1 kJ, Tuky - 19 kJ, Bielkoviny - 18 kJ
• Spalné teplo - množstvo energie viazanej v potravinách.
• Osud energie – proteosyntéza, teplo, svalová kontrakcia/mechanická energia, elektrogenéza/pohyb elektricky nabitých častíc.

Potrava

• Musí obsahovať sacharidy, tuky, bielkoviny, vodu, minerálne soli a vitamíny.
• Hlavné centrum metabolizmu potravy je pečeň.

Metabolizmus sacharidov

• Sacharidy = cukry, najjednoduchší zdroj energie (50% a viac).
• Glukóza je prakticky jediným zdrojom energie pre nervovú sústavu a hlavným pre kostrové svalstvo.
• V tele sa premieňajú na glykogén (živočišný škrob).
• Regulácia glukózy: inzulín, glukagón, adrenalín, glukokortikoidy.
• Zásoby sacharidov sú pomerne malé, telo ich môže vytvárať aj z bielkovín a tukov. Nadbytok sa ukladá ako tuk.

Metabolizmus tukov (lipidov)

• Estery vyšších mastných kyselín s glycerolom. Sú stavebnou zložkou buniek, zásobárňou energie v podkožnom tukovom tkanive, v okolí orgánov, v kostiach.
• Zahrňujú steroidné látky (prostaglandíny), tepelnú izoláciu (hnedý tuk), kožný maz a mliečne žľazy.
• Tuky cirkulujú v plazme (VLDL, LDL, HDL).
• Rozpúšťajú sa v nich niektoré vitamíny (A, D, E, K).
• Rastlinné a živočíšne tuky.

Metabolizmus tukov (pokračovanie)

• Telo ich rozkladá na glycerol a mastné kyseliny pri potrebe energie, alebo premenu na glycerol a ukladanie ako glykogén.
• Energia sa získava oxidáciou mastných kyselín.
• Regulácia z medzimozgu (talamus), humorálne riadený proces.
• Pri hladovaní môže byť až 90% zásob tukov vyčerpané.

Metabolizmus tukov (pokračovanie 2)

• Plasmatické lipidy (MK viazané na albumin) sú zdrojmi energie pre kostrové a srdcové svalstvo.
• Cholesterol, TAG, PL - zložky lipoproteínov.

Metabolizmus bielkovín

• Bielkoviny sú základnou súčasťou živej hmoty, dôležité v každom životnom procese.
• Zložité z aminokyselín (postradateľné / neesenciálne a nepostradateľné / esenciálne)
• Esenciálne aminokyseliny si telo nedokáže syntetizovať, musí ich prijímať z potravy.
• Bielkoviny sa štiepia na aminokyseliny a vstrebávajú do krvi.
• Aminokyseliny slúžia ako zdroj energie pre syntézu bielkovín v tkanivách a krvi, ako aj pre enzýmy a hormóny.

Termoregulácia

• Udržiavanie stálej teploty tela.
• Človek je homoiotermný tvor so stálou vnútornou teplotou.
• Teplota tela závisí od výdaja a tvorby tepla, na vonkajších teplotných faktoroch (vlhkosť, prúdenie, žiarenie).
• Hormóny štítnej žľazy, rastový hormon a progesterón zvyšujú tvorbu tepla.
• Výdaj tepla nastáva prostredníctvom kože a slizníc.
• Protiprúdová výmena tepla medzi tepnami a žilami.

Termoregulácia (pokračovanie)

• Mechanizmy výdaja tepla: radiácia, kondukcia, konvekcia, evaporácia (potenie).
• Povrchová teplota ovplyvňovaná okolím.
• Centrálna teplota (teplota mozgu a vnútorných orgánov)
• Pri poklese teploty jadra pod 35°C nastáva hypotermia, hrozí strata vedomia, poškodenie mozgu.

Termoregulácia (pokračovanie 2)

• Reguláciu teploty tela zabezpečuje hypotalamus, centrálne aj periférne receptory
• Zmeny v aktivite enzýmov, prietoku krvi a metabolizme, potenie.

Choroby a poruchy

• Poruchy príjmu potravy (mentálna anorexia, bulimia).
• Obezita.
• Dna.
• Diabetes mellitus (cukrovka).
• Celiakia.
• Fenylketonuria.
• Osteoporóza.

Adaptácia na chlad

• Znižuje sa produkcia tepla, vedenie tepla cez tkanivá.
• Zvyšuje sa produkcia tepla trasením.

Vyváženosť príjmu makro- a mikroživín

• Denný príjem energie sa líši u mužov a žien. Odporúča sa správny pomer sacharidov, tukov a bielkovín.

Správny počet jedál a ich čas

• Denná potreba sa odporúča rozdeliť na 4-5 jedál.
• Príklad rozloženia jedál počas dňa.

Racionálna životospráva

• Kvalitný a kvantitatívny príjem živín, správny rytmus a spôsob príjmu, odpovedajúce vedeckým poznatkom.

Regulácia príjmu potravy

• Leptín je hormón sýtosti, ktorého produkcia klesá pri hladovaní.
• Adiponektín.

Definícia pojmov

• Hladovanie –vedome alebo nútené potlačenie až kompletné zastavenie príjmu potravy.
• Podvýživa – dôsledok nedostatočného príjmu makroživín.
• Anorexia– nechuť k jedlu a strata chuti.
• Kachexia – strata svalového a tukového tkaniva.
• Karencia – nedostatok určitej živiny.
• Malnutrícia –nedostatok makro- a mikroživín s orgánovými zmenami.

Marazmus a kwashiorkor

• Marazmus – nesprávne vyvážená výživa.
• Kwashiorkor– nedostatok bielkovín, extrémne závažný.

Tento kvíz sa zaoberá základnými aspektmi metabolizmu v ľudskom organizme, vrátane anabolických a katabolických reakcií. Preskúmate, ako organizmus spracováva živiny a energiu, a akú úlohu zohrávajú chemické reakcie. Otestujte si svoje vedomosti o metabolických dráhach a energetických zmenách.