מטבוליזם אנרגטי של פחמימות, שומנים וחלבונים

הצטברות של חומרים מזינים המכילים אנרגיה - פחמימות (גלוקוז), חלבונים (חומצות אמינו) ושומנים (חומצות שומן) - היא תהליך יחיד. עודף של חומרים אלה מצטבר כשומנים. גלוקוז יכול לשמש לסינתזה של חומצות אמינו, וחלק מחומצות האמינו - לסינתזה של גלוקוז. עם זאת, תהליכים אלה מובילים לעלויות אנרגיה, לדוגמה, 5% מהאנרגיה אובדת כאשר גלוקוז מאוחסן בשרירים כגליקוגן במקום לשמש ישירות לייצור ATP. נתון זה עולה ל-28% כאשר גלוקוז מומר לחומצות שומן לאחסון.

מערכות האנרגיה המשתמשות בחומרי הזנה אלה אינן פועלות אחת אחרי השנייה (תחילה מערכת ATP-CrP, לאחר מכן מערכת הגליקוליזה האנאירובית ולבסוף מטבוליזם אירובי), אלא מופעלות בו זמנית, ותרומתן משתנה בהתאם לרמת ההצטברות, זמינות החמצן ורמת הפעילות המוטורית.

לדוגמה, זמינות החמצן משפיעה על איזה סובסטרט משמש לייצור אנרגיה. עבור כל אטום פחמן של חומצת שומן, מיוצרות 8.2 מולקולות של ATP, בעוד שעבור כל אטום פחמן של מולקולת גלוקוז, מיוצרות רק 6.2 מולקולות של ATP. כאשר חמצן מוגבל, גלוקוז הוא המקור המועדף למטבוליזם אירובי והיחיד לחמצון אנאירובי. שינויים הורמונליים כתוצאה מתזונה ופעילות גופנית משפיעים באופן משמעותי על זרימת האנרגיה. חומצות שומן מייצרות אנרגיה דרך המערכת האירובית. עם זאת, השימוש בחומצות שומן תלוי בזרימה בו-זמנית של פחמימות למסלולי אנרגיה כדי לחדש תוצרי ביניים במעגל קרבס.

ללא פחמימות תזונתיות מספקות, חומצות שומן עוברות למסלול מטבולי אחר. לכן, במקום להוביל לייצור ATP, חומצות שומן מייצרות קטונים. רק רקמות מסוימות, כמו המוח, יכולות להשתמש בקטונים לאנרגיה. אם מאגרי הפחמימות נמוכים, רמות הקטונים עלולות לעלות ולגרום לעייפות וחוסר איזון מטבולי.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ], [ 6 ]