učbenik Temelji fiziologije

8 PRESNOVATomaž Marš, Katarina Zajc-Kreft, Zoran GrubičČloveški organizem je v nekem smislu biokemični stroj, ki izsvoje okolice jemlje določene snovi in jih presnavlja pokemičnih reakcijah, ki so urejene tako, da zagotavljajoreprodukcijo in rast organizma, njegovo nemoteno delovanje,obnavljanje in popravljanje ter preskrbo z energijo. V najširšemsmislu zajema področje presnove vse reakcije, ki se dogajajo vomenjenih procesih, vendar je v navadi, da pod poglavjempresnova obravnavamo le tiste procese, ki skrbijo za nemotenopreskrbo z energijo in deloma tudi procese, ki skrbijo za obnovoorganizma. Tudi v teh procesih lahko pride do motenj; eno odteh - sladkorno bolezen - bomo obravnavali v posebnempoglavju8.1 OSNOVNI VIRI ENERGIJE IN GLAVNE POTINJIHOVE PRESNOVEPresnovne procese v organizmu delimo na sintetične (anabolne)in razgradne (katabolne). Pri prvih gre za združevanje manjšihmolekul v večje in jih srečamo pri sintezi makromolekul. Medanabolne procese spadajo npr. sinteza prostih maščobnih kisliniz acetilnih ostankov, sinteza glikogena iz glukoze ali sintezabeljakovine iz ustreznih aminokislin. Med katabolne pa spadajov prvi vrsti procesi pridobivanja energije. Človeški organizemdobi energijo v oksidacijskih procesih, katerih osnovno enačbolahko zapišemo takole:X + kisik → ogljikov dioksid + voda + energija (enačba 8.1)Kot X nastopajo različni predstavniki ogljikovih hidratov,maščob in beljakovin, ki so tudi osnovne sestavine našeprehrane. Za to preprosto reakcijo pa se skriva vrsta zelozamotanih procesov. Ti zajemajo vrsto kompleksnih reakcijskihsistemov, ki omogočajo, da lahko organizem zajame energijo vprimerni obliki in da lahko spreminja potek presnovnih procesovv smislu prilagajanja presnove trenutnim potrebam. Zarazumevanje organizacije presnove je potrebno nekaj tehprocesov poznati vsaj v grobih potezah.Presnova ogljikovih hidratovOkrog 60% energije zaužijemo v obliki ogljikovih hidratov. Toso spojine, sestavljene iz ogljika, kisika in vodika, ki so dobilesvoje ime po razmerju, v kakršnem se v njih nahajajo ti elementiin ki ga lahko opišemo s formulo C x (H 2 O) y. Zaužiti ogljikovihidrati so sicer različnih vrst, vendar jih zna organizem prekprebavnih in nato presnovnih poti predelati v eno samo obliko,glukozo. Tako se po vsakem obroku hrane, ki vsebuje ogljikovehidrate, zveča koncentracija glukoze v krvi. Ta lahko vstopi takov anabolni proces, ki ga imenujemo glikogeneza, ker v njemnastaja glukozni polimer glikogen, kot tudi v katabolne reakcije,prek katerih se glukoza razgradi do ogljikovega dioksida invode. Razgradnjo glikogena do glukoze imenujemoglikogenoliza. Katabolni proces oziroma razgradnja glukozepoteka nato v dveh fazah: prvi je glikoliza, kjer gre zarazgradnjo glukoze do piruvata oziroma laktata. Ta proces, vkaterem iz ene molekule glukoze dobimo dve molekuli piruvataoziroma laktata, sam po sebi ne potrebuje kisika in je vrazmerah, ko je tega v tkivih premalo (takemu stanju pravimoanaerobne razmere), edini vir energije za ta tkiva. Nadaljnjarazgradnja glukoze poteka v mitohondrijih. To so posebnicelični organeli, ki vsebujejo encimske sisteme, v katerih sepiruvat presnovi do ogljikovega dioksida in vode. Ti procesi paso povezani s sistemi, kjer ob razgradnji nastaja energija, zajetav obliki visokoenergetskih kemijskih vezi v molekuliadenozintrifosfata (ATP). Nekatera tkiva oziroma celice nimajomitohondrijev in torej pridobivajo energijo vedno in samo vprocesu glikolize. V teh primerih govorimo o glikolitičnih tkivih.Med take celice spadajo npr. eritrociti, ki so najštevilnejše celicev našem organizmu. Med glikolitična uvrščamo tudi tkiva, kimitohondrije sicer imajo, a se zaradi narave njihovega delovanjaali pa zaradi posebne vrste prekrvavitve pogosto nahajajo vanaerobnih razmerah. Sem spadajo npr. skeletne mišice, vkaterih prevladuje poseben, hitri tip mišičnega vlakna in patubulne celice ledvične sredice.Presnova maščobMaščobe oziroma lipidi so vse substance, ki jih lahkoekstrahiramo iz živalskih oziroma rastlinskih celic z nepolarnimitopili. Gre torej za heterogeno skupino spojin kamor sodijoproste maščobne kisline (PMK), glicerol oziroma estri nastali izteh dveh spojin (trigliceridi), pa tudi holesterol, fosfolipidi itd.Tudi koncentracija maščob v krvi se po mešanem obroku hranezveča. Ker maščobe niso topne v vodi, plazma pa je vodnaraztopina, ima organizem izdelane sisteme za preoblikovanjemaščob v oblike, ki omogočajo njihov transport v krvi. Bistvoteh preoblikovanj je sinteza lipoproteinov; to so delci, katerihsredico sestavljajo maščobe, ta pa je obdana z beljakovinskimplaščem, ki daje delcem hidrofilno naravo in torej topnost vkrvi. Delcev je več vrst. Razlikujejo se po svojihfizikalnokemičnih lastnostih pa tudi po mestu nastanka. S hranozaužite maščobe se tako v celicah črevesne sluznicepreoblikujejo v lipoproteine, ki se imenujejo hilomikroni. Jetrapa znajo maščobe predelati v lipoproteine z zelo majhno gostoto(VLDL).Maščob je več vrst, vendar bomo v okviru tega poglavja govorilile o trigliceridih, ki predstavljajo veliko večino maščobnih zalogv organizmu. Največ jih imamo spravljenih v posebnih,maščobnih celicah, katerih izključni namen je prav skladiščenjeenergije. Trigliceridi so po kemični sestavi estri, ki nastanejo izglicerola in PMK, v katerih je spravljena glavnina energijetrigliceridne molekule. V jetrih nastajajo po posebnihpresnovnih poteh PMK tudi iz glukoze, zaradi česar preobilicasladkih jedi vodi v debelost. Tudi za PMK velja, da lahkovstopijo tako v katabolne kot tudi v anabolne poti.Najpomembnejša anabolna pot je zaestrenje PMK v trigliceridein njihovo preoblikovanje v lipoproteine VLDL, kar se dogaja vjetrih. VLDL se nato po krvi prenesejo do maščobnih celic, kjerse ponovno vskladiščijo v obliki trigliceridov.Najpomembnejša katabolna pot PMK, ki jo najdemo vmitohondrijih v celicah organizma je β-oksidacija, kjer se PMKpostopoma razgrajujejo do molekule acetil-CoA. Pomembnakatabolna presnovna pot PMK, ki jo najdemo samo v jetrnicelici, je nastajanje ketonskih teles iz acetil-CoA. Primarnouvrščamo med ketonska telesa dve kislini, ki začneta nastajati,kadar je v organizmu močno pospešena razgradnja trigliceridovin ko je zato v jetrnih celicah veliko PMK. V takih razmerah serazgradnja PMK ne konča le z nastajanjem ogljikovega dioksidain vode, ampak se že na vmesni stopnji preusmeri v nastajanjeomenjenih dveh kislin. Njuno čezmerno nastajanje povzroči51