Metabolismus

látková a energetická výměna živin
anabolismus – z jednodušších látek vznikají látky složitěšjí, spotřebovává se energie
katabolismus – složité látky se přeměňují na jednodušší, uvolňuje se energie
látkový a energetický metabolismus probíhají současně
ATP – adenozintrifosfát – základní energetická jednotka, na adenozin jsou makroergickými vazbami navázány tři fosfáty
ATP (adenozintrifosfát) se může odštěpením fosfátu měnit na ADP (adenozindifosfát), ten se může dále měnit na AMP (adenozinmonofosfát)
při odštěpení fosfátu se uvolňuje velké množství energie

Látkový metabolismus

je katalyzována enzymy – biokatalyzátory
každý enzym se skládá z koenzymu (nebílkovinové složky) a apoenzymu (bílkovinové složky)
každou reakci obvykle řídí jiný enzym (enzymy jsou specifické)

Metabolismus sacharidů

glukóza – pohotový zdroj energie (nejrychlejší), v krvi je stálá hladina glukózy – glykémie
obvyklá hodnota glykémie je 6–8 mmol/l
zdroje glukózy:

• z tenkého střeva – při vstřebávání potravy
• z jater – z glykogenu (zásobního polysacharidu) a přeměny jiných živin

Štěpení sacharidů

glykogen se štěpí na glukózu, glukóza se štěpí na kyselinu pyrohroznovou
ta se může štěpit:

• anaerobně – na kyselinu mléčnou – ta způsobuje křeče svalů
  uvolní se 2 molekuly ATP
  štěpení probíhá v cytoplasmě
  
• aerobně – na acetylkoenzym A
  ten se dostává do Krebsova cyklu a dýchacího řetězce, nakonec se mění na CO₂ + H₂O
  uvolní se 36 molekul ATP
  štěpení probíhá v mitochondrii

drobný nadbytek sacharidů se uloží do mitochondrií, při přílišném nadbytku se už cukry tímto způsobem neštěpí a glukóza se uloží do tukové tkáně

Syntéza sacharidů

glukóza:

• přeměnou z jiných monosacharidů (pentózový cyklus)
• novotvořením (glukoneogenezí) z aminokyselin a lipidů

glukogen: z glukózy

Metabolismus lipidů

lipidy – estery vyšších mastných kyselin a glycerolu – triacylglyceroly
vyšší mastné kyseliny – karboxylové kyseliny s vyšším počtem uhlíků (např. olejová, palmitová, stearová)
mastné kyseliny jsou pohotovým zdrojem energie; v krvi stálá hladina
zdroje lipidů:

• ze střeva – jak samotné mastné kyseliny, tak celé lipidy; z potravy
• z tukové tkáně – mastné kyseliny; štěpením zásob lipidů
  počet tukových buněk je daný; při tloustnutí/hubnutí se tyto tukové buňky pouze naplňují/vyprazdňují
• z jater – přeměnou z ostatních živin

Krevní lipidy

volné mastné kyseliny
lipoproteiny – komplexy lipidů s bílkovinami
odstředěním se lipoproteiny dělí:

• VLDL – transportují lipidy z jater do tkání
• LDL – „zlý cholesterol“ – vysoká hladina není žádoucí – může zanášet cévy ⇒ ateroskleróza, infarkt
• HDL – „hodný cholesterol“ – pomáhá vstřebávat vitaminy; vysoká hladina je pozitivní

Štěpení lipidů

lipidy (neboli triacylglyceroly) se rozštěpí na glycerol a mastné kyseliny
glycerol vstupuje do metabolismu sacharidů
u mastných kyselin probíhá β-oxidace, mění se na acetylkoenzym A
ten pak vstupuje do Krebsova cyklu a dýchacího řetězce, vzniká CO₂ + H₂O
toto čtěpení probíhá pouze aerobně
uvolní se ca 130 molekul ATP
štěpení probíhá v mitochondriích

Syntéza lipidů

mastné kyseliny: z acetylkoenzymu A – ten vzniká štěpením jiných mastných kyselin, sacharidů a některých aminokyselin

Zásobní tuk

tvořen a ukládán v tukové tkáni (podkoží, břišní dutina, …)
energetická rezerva a tepelná izolace
muži: normálně ca 15 % hmotnosti; většina tuku se ukládá na břiše
ženy: normálně ca 20–25 %; většina tuku se ukládá na hýždích a stehnech
větší množství ⇒ obezita

Jiné lipidické látky

• fosfolipidy – např. lecitin
  
• prostanoidy – regulují řadu procesů, fungují podobně jako hormony

Metabolismus bílkovin

bílkoviny jsou složeny z 20 druhů aminokyselin (AK)
zdroje AK v krvi:

• ze střeva – z bílkovin v potravě
• z jater – přeměnou jiných živin
• z jiných tkání při obměně jejich bílkovin

Štěpení bílkovin

bílkoviny se štěpí na aminokyseliny, každá aminokyselina se deaminací (odtrhávání aminoskupiny) a transaminací (přeskupení skupin) dále štěpí na:

• amoniak (NH₃), který se ornitinovým cyklem mění na močovinu
• karboxylovou kyselinu – ta se částečně mění na acetylkoenzym A, který pak se zbytkem karboxylové kyseliny vstupuje do Krebsova cyklu a dýchacího řetězce, ze kterého vystupují v podobě CO₂ + H₂O

konkrétní způsob štěpení a uvolněná energie (ATP) závisí na druhu AK
ornitinový cyklus probíhá v játrech, močovina je krví odvedena do ledvin a vyloučena moči

Syntéza AK a bílkovin

podle druhu AK:

• esenciální (nepostradatelné) – není možné je syntetizovat v organismu, nutno přijímat potravou
  ca polovina všech AK je esenciální
  
• neesenciální (postradatelné) – vznikají v organismu z karboxylových kyselin

bílkoviny jsou druhově specifické, jejich struktura zapsána v DNA; syntéza probíhá na ribozomech