מטבוליזם של אנרגיה של פחמימות, שומנים וחלבונים

הצטברות של חומרים מזינים המכילים אנרגיה - פחמימות (גלוקוז), חלבונים (חומצות אמינו) ושומנים (חומצות שומן) - מייצג תהליך יחיד. עודפים של חומרים אלה מצטברים בצורה של שומנים. גלוקוז ניתן להשתמש כדי לסנתז חומצות אמינו, וכמה חומצות אמינו ניתן להשתמש עבור סינתזה של גלוקוז. עם זאת, תהליכים אלה להוביל עלויות האנרגיה, למשל, 5% של אנרגיה הוא איבד כאשר גלוקוז הוא צבר השרירים בצורה של גליקוגן במקום בשימוש ישיר לייצור ATP. נתון זה גדל ל 28% כאשר גלוקוז מומרת חומצות שומן לתצהיר.

מערכות חשמל המשתמשות חומרים מזינים אלו אינם פועלים אחד אחרי השני (המערכת הראשונה ATP-CRP, אז המערכת של הגליקוליזה אנאירובי ו המטבוליזם האירובי סוף סוף), וכן להפעיל בו-זמנית, ועל תרומתם משתנות בהתאם לרמת הצטברות, בנוכחות חמצן ורמת פעילות מוטורית.

לדוגמה, נוכחות של חמצן משפיע על המצע המשמש לייצור אנרגיה. עבור אחד אטומי פחמן אטומי חומצה, 8.2 מולקולות של ATP מיוצרים, ורק 6.2 מולקולות של ה- ATP מיוצרים לכל אטום פחמן של מולקולת הגלוקוז. עם כמות מוגבלת של חמצן, גלוקוז הוא המקור המועדף על מטבוליזם אירובי ורק אחד עבור חמצון אנאירובית. שינויים הורמונליים, כתוצאה של דיאטה ופעילות גופנית, משפיעים באופן משמעותי על תזרימי האנרגיה. חומצות שומן מייצרות אנרגיה בעזרת מערכת אירובית. עם זאת, השימוש בחומצות שומן תלוי בזרימה בו זמנית של פחמימות במסלולי האנרגיה עבור התחדשות של תרכובות ביניים במחזור קרבס.

ללא כמות מספקת של פחמימות, חומצות שומן מועברים מסלול שונה של מטבוליזם. לכן, במקום להוביל לייצור של ATP, חומצות שומן לייצר קטונים. רק רקמות מסוימות, כגון המוח, יכולות להשתמש בקטונים כדי לייצר אנרגיה. אם החנויות פחמימות הן קטנות, תוכן קטון עשוי להגדיל ולגרום עייפות וחוסר איזון בחילוף החומרים.

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