Metabolizmus sacharidov

Opäť zdravím všetkých nadšencov športu! Dnes sa budeme venovať metabolizmu sacharidov! Sacharidy, teda cukry sú hlavný zdrojom energie. Do tela dostávame sacharidy skrz stravu a to hlavne z obilnín, zemiakov, alebo ovocia.

Delenie sacharidov

Aj keď poznáme niekoľko druhov sacharidov, telo využíva hlavne glukózu. V podstate vždy keď prijmeme nejaké cukry, naše telo si ich vždy premení na glukózu a s ňou potom ďalej pracuje. Sacharidy rozdeľujeme nasledovne:

• Monosacharidy
• Disacharidy
• Polysacharidy

Monosacharidy

Medzi najznámejšie monosacharidy zaraďujeme glukózu, galaktózu a fruktózu. Voľná glukóza sa v potravinách nenachádza, ale získava sa štiepením zložitejších cukrov. Galaktóza má podobnú štruktúru ako glukóza, ale aj tak si ju telo mení na glukózu. Fruktóza je monosacharid, ktorý sa bežne nachádza v potravinách a to konkrétne, ako dúfam všetci vieme, v ovocí.

Disacharidy

Disacharidy sú v podstate zložené s viacerých molekúl monosacharidov. Ide väčšinou o spojenie 2 až 10 molekúl monosacharidov. Medzi najznámejšie disacharidy patria napríklad laktóza, sacharóza a maltóza. Laktózu môžeme získať z mlieka, sacharóza je v podstate stolový cukor a maltóza sladový cukor.

Polysacharidy

Polysacharidy sú sacharidy, ktoré sú zložené s viac ako 10 molekúl monosacharidov. Sú to zložené cukry, ktoré naše telo najdlhšie spracováva pri trávení. Polysacharidy sa nachádzajú hlavne v obilninách, ale tiež v zemiakoch.

Metabolické procesy sacharidov

My na svoje účely nemusíme poznať kompletne všetky procesy metabolizmu cukrov, ale vymenujeme si len nasledovné druhy metabolických procesov, pri ktorých sú cukry dôležitou súčasťou:

1. Glykolýza
   1. Anaeróbna
   2. Aeróbna
2. Citrátový cyklus
3. Metabolizmus glykogénu
4. Glukogenéza

Glykolýza

Glykolýza patrí medzi najzákladnejšie energetické premeny, ktoré v tele prebiehajú. Ide o proces, kedy sa cukry v určitých chemických reakciách premieňajú na energiu. Výsledkom tejto premeny je ATP (adenozíntrifosfát), ktorý je univerzálnym zdrojom energie. Glykolýza vo všeobecností prebieha vo všetkých bunkách organizmu a konkrétne sa odohráva v cytosóle (cytosól je gélovité prostredie nachádzajúce sa vo vnútri každej bunky).

Aeróbna glykolýza

Aeróbna glykolýza v prostredí organizmu prebieha vtedy, ak má telo dostatok kyslíka. Z toho môžeme usúdiť, že pokiaľ vykonávame nejakú prácu, pri ktorej stíhame pravidelne dýchať, tak telo získava energiu práve z aeróbnej glykolýzy. Glykolýza je v podstate chemická reakcia, pri ktorej do nej na začiatku vstupujú určité látky a na konci reakcie sú výsledkom zas iné látky. V prípade aeróbnej glykolýzy je výsledkom jednak energia (ATP), ale tiež sa tvorí kyselina pyrohroznová, inak nazývaná aj pyruvát. Tento pyruvát následne pokračuje do ďalších reakcií (konkrétne do koncového dýchacieho reťazca a citratového/krebsovho cyklu) kde sa z neho získava ďalšia energia.

Anaeróbna glykolýza

Pochopiteľne prebieha vtedy, ak telo nemá dostatok kyslíka na pokrytie premeny cukrov za aeróbnych podmienok. Anaeróbnu premenu preferujú hlavne svaly a to konkrétne pri takom výkone, kedy nie sme schopný dodať telu dosť kyslíka a tak telo prechádza na anaeróbnu glykolýzu. Výsledným produktom anaeróbnej glykolýzy je kyselina mliečna, inak tiež nazývaná laktát. Práva táto látka nám spôsobuje bolesť vo svaloch (samozrejme nie len laktát spôsobuje túto bolesť). S laktátom sa ďalej už nijak nepracuje, teda aby sme boli konkrétny, tak najprv vznikne pyruvát (kyselina pyrohroznová) a následne z nej vzniká latkát (kyselina mliečna). Je to preto, lebo pri anaeróbnej glykolýze nefunguje koncový dýchací reťazec, lebo je nedostatok kyslíka a tak sa pyruvát premieňa na laktát. Tento laktát po skončení záťaže odbúravame hyperventilovaním (nie všetok, ale len časť), teda tým, že do tela dostaneme znovu kyslík.

Aj keď za anaeróbnych podmienok nezískame taký počet molekúl ATP, ako za aeróbnych podmienok, je ale dôležité spomenúť, že anaeróbna glykolýza je podstatne rýchlejšie a tak dokáže svaly zásobovať energiou rýchlejšie. Čo sa týka konkrétne počtov ATP, tak je to nasledovne:

• Anaeróbna glykolýza – 2 molekuly ATP (4 vzniknú, ale na aktiváciu reakcie sú potrebné 2 molekuly ATP)
• Aeróbna glykolýza – 8 molekúl ATP (4 molekuly ATP vzniknú priamo pri premene cukrov, 6 molekúl ATP vznikne následne v dýchacom reťazci z pyruvátu a na aktiváciu reakcie sú potrebné 2 molekuly ATP)

Z uvedeného vyplýva, že na to, aby sme získali energiu, musíme najprv časť energie obetovať. Toto pravidla platí pri väčšine chemickej reakcií, ktorá prebiehajú v našom tele. Nie vždy je zdrojom energie práce ATP.

Citrátový cyklus

Citrátový cyklus si nebudeme rozoberať nejak podrobne, ale len si ho spomeniem, aby sme vedeli, že niečo také existuje. Citrátový cyklus funguje za predpokladu prítomnosti kyseliny octovej (acetyl-CoA). Táto kyselina sa môže tvoriť viacerými spôsobmi, ale keďže mi sa momentálne sústredíme na sacharidy, tak pre nás je podstatné to, že jeden zo spôsobov tvorby je oxidačná dekarboxylácia kyseliny prihroznovej (medziprodukt aeróbnej glykolýzy, pyruvát). Na začiatku vstupy do tejto reakcie kyselina octová spolu s ďalšími látkami a tieto naštartujú súbor chemických reakcií, ktoré fakt nechcete poznať. Energetická bilancia citrátového cyklu a teda aj energetická bilancia jeden molekuly kyseliny octovej je 12 molekúl ATP.

Metabolizmus glykogénu

Glykogén je v podstate forma zásoby energie. Je uložený hlavne v pečeni, ale aj vo svaloch, ale o tom každý z Vás určite vedel. Ako sme si už povedali na začiatku, telo pracuje s glukózou. Túto glukózu si telo drží v krvi v určitej hladine a pracuje s ňou podľa potreby. Ak náhodou dôjde ku stavu, že klesne koncentrácia, alebo hladina glukózy v krvi, okamžite sa dopĺňa so zásob glykogénu uloženého v pečeni. Zásoby glykogénu uložené vo svaloch nemôžu byť využité (ak sa raz uloží glukóza do svalu ako glykogén, môže byť táto energia využitá len na činnosť samotného svalu), kvôli absencií enzýmu, ktorý je potrebný na to, aby sa glykogén znovu premenil na voľnú glukózu. V období hladovania, teda za predpokladu, že by sme nezjedli žiadne sacharidy, telo dokáže udržiavať hladinu glukózy zo zásob glykogénu približne 24 hodín a potom tento problém začne riešiť hlavne pomocou glukoneogenézy. Tento odhad sa týka bežného dňa bežného človeka. Pokiaľ by sme organizmus zaťažovali napríklad cvičením, alebo inou aktivitou, tak by sme zásoby glykogénu vyčerpali skôr. Reguláciu metabolizmu glykogénu zabezpečujú hormóny glukagón, adrenalín a inzulín. Glukagón a adrenalín pôsobia na telo tak, že aktivujú štiepenie glykogénu a inhibujú (zastavujú) jeho syntézu. Inzulín naopak inhibuje štiepenie glykogénu a aktivuje jeho syntézu. Čiže pokiaľ máme málo glukózy v krvi (pri námahe, stresové situácie – jednoducho v situáciách, kedy telo potrebuje viac prísunu energie, alebo len nedoplníme sacharidy po dlhšiu dobu) vyplaví sa hormón glukagón, alebo adrenalín (záleží na druhu situácie). Pokiaľ máme dosť glukózy, napríklad kvôli tomu, že sme je prijali zo stravy, vylúči sa inzulín. Pokiaľ nastane taký prípad, že zásoby glykogénu sú doplnené na „maximum“ a tiež aj hladina glukózy v krvi (inak hladina glukózy v krvi sa označuje glykémia, len pre info) je tiež naplno, tak sa prebytočný cukor začne ukladať do tukových buniek a jednoducho povedané, začneme tučnieť.

Glukoneogenéza

Ešte to ani netušíte, ale nebudete ju mať radi. Glukoneogenéza je vlastne tvorba glukózy z látok necukorného charakteru. Vo väčšine prípadoch ide o aminokyseliny. Glukoneogenéza neprebieha stále, ale len vo výnimočných prípadoch. Telo si totižto musí udržiavať určitú hladinu glukózy v krvi, ako sme si už povedali pred chvíľou. Čiže ak telo nemá dostatočný príjem sacharidov zo stravy, tak začne využívať aminokyseliny ku tomu, aby si syntetizovalo glukózu a následne ju doplnilo do krvi. Tuky bohužiaľ nie sú vhodným zdrojom pre glukoneogenézu a tak je telo nútené využívať aminokyseliny, ktoré sme buď prijali zo stravy vo forme bielkovín (telo si ich rozložilo na aminokyseliny), alebo jednoducho začne tráviť samo seba (celkom hlúpo povedané, ale budiš), pretože naše telo sa skladá výhradne z aminokyselín. A skúste hádať, odkiaľ si naše telo bude brať tieto aminokyseliny? Správne! Začne katabolizovať naše tvrdo vydreté svaly. Tento proces aktivuje hormón glukagón.

Záver

Musím vás upozorniť, že to nie je až tak jednoduché, ako to tu popisujeme, pretože v pozadí toho všetkého je nespočetné množstvo chemických reakcií a látok, kde každý jeden zohrávaj osobitnú úlohu. Tietiež na tieto reakcie má vplyv mnoho faktorov, že ani ja sám ich všetky nepoznám. Medzi tieto faktory môžeme spomenúť napríklad typ metabolizmu, vek a tiež rôzne choroby (napríklad ochorenie spojené s funkciou štítnej žľazy atď.).

Podstata je však zachytená! Teraz už máte aspoň akú takú predstavu ako to vlastne funguje. Na základe toho už asi chápete, že aký má napríklad význam cheat day. Pokiaľ ste v dlhodobom katabolizme a máte znížený prísun energie tak Vám nejaký ten cheat nemôže spôsobiť to, že by ste pribrali, lebo máte dlhodobo zníženú hladinu glukózy v krvi a tým, že sa jeden deň prežeriete, tak sa nestane nič iné len to, že znovu nasýtite svoje telo cukrami. Síce neschudnete, ale ani nepriberiete. A to je len jedna spojitosť. Verím, že postupom času prídete aj na iné.

Tak a znova ste o čosi múdrejší a o čosi viac chápete tomu ako to vlastne všetko funguje. Uvidíme sa zas pri ďalšom z článkov.

Literatúra