VI. Metabolismus živin a jeho poruchy

1 Termíny

Adiponektin – Látka produkovaná tukovou tkání neobézních osob. Má protektivní účinky, zvyšuje citlivost inzulinových receptorů.

Cushingova choroba – Onemocnění způsobené vysokou produkcí ACTH a kortizolu, vedoucí k proteokatabolismu, poruše metabolismu cukrů a hromadění tuku v abdominální oblasti.

Dusíková bilance – Rozdíl příjmu a výdeje bílkovin, měřená rozdílem příjmu dusíku v potravě a výdejem v moči. Měla by být vyrovnaná.

Pozitivní dusíková bilance – Pacient přijímá více dusíku než vydává (typické při růstu, v těhotenství, při tréningu nebo rekonvalescenci).

Negativní dusíková bilance – Důsledek katabolických dějů v organismu (hladovění, malabsorpce, hyperkortizolismus apod. .

Diabetes mellitus – Úplavice cukrová je porucha metabolismu cukrů, tuků a bílkovin způsobená nedostatkem inzulinu (I. typ) nebo sníženou citlivostí receptorů pro inzulin (II. typ).

Dystrofická kalcifikace – Kalcifikace poškozených tkání při normální koncentraci vápníku v plazmě, např. aterosklerotických plátů.

Glukoneogeneza – Vznik glukózy a glykogenu z necukerných složek – glycerolu a glukoplastických aminokyselin. Glukoneogenezu spouštějí především glukagon a glukokortikoidy.

Glykémie – Koncentrace glukózy v krvi: norma je 3,5 – 5,5 mmol/l, hodnotí se na lačno.

Glykogen – Škrob živočišného původu, zásobní forma glukózy.

Jaterní glykogen slouží jako zásoba glukózy a tím i energie pro celý organismus a obnovuje se přeměnou cukrů, tuků i bílkovin.

Svalový glykogen vzniká pouze z glukózy a slouží jako zdroj energie pro svaly.

Hypervitaminóza – Nadbytek určitého vitamínu, vedoucí k nežádoucím účinkům (většinou se týká vitamínů rozpustných v tucích).

Hypovitaminóza – Nedostatek některého vitamínu, většinou způsobeno nedostatečným příjmem v potravě, je však třeba myslet i na poruchu vstřebávání, a to hlavně u vitamínů rozpustných v tucích.

Inzulinorezistence – Snížená citlivost receptorů pro inzulin, příčina DM II. typu.

Kachexie – Silná vyhublost a celková sešlost spojená s výraznou slabostí. Je důsledkem ztrát bílkovin při stresovém typu hladovění, většinou v souvislosti s vážnými onemocněními, zejména u zhoubných nádorů a těžkých infekcí.

Ketolátky – Produkty rozkladu mastných kyselin, které vznikají při nedostatku inzulinu, kdy je poměr glukagon / inzulin je vysoký, a to především u diabetu 1. typu a při hladovění. Patří sem kyselina acetoctová, beta-hydroxymáselná a aceton. Ketolátky jsou osmoticky aktivní.

Kwashiorkor – Typ kvalitativní malnutrice, spojené s normální dodávkou energetických substrátů ve formě tuků a cukrů, ale těžkým nedostatkem bílkovin. Vyskytuje se u malých dětí zejména v některých oblastech zemí 3. světa, např. Afriky.

LADA diabetes – Late onset Autoimmune Diabetes of Adults je diabetes mellitus způsobený autoimunitním poškozením beta buněk pankreatu. Mechanismy i příznaky odpovídají diabetu prvního typu, ale nastupují až v dospělém věku.

Leptin – Hormon produkovaný tukovou tkání. Zvyšuje bazální metabolismus a snižuje pocit hladu. Podílí se na regulaci přijmu potravy.

Malnutrice – Podvýživa způsobená špatným složením potravy, nedostatek bílkovin, vitaminů atd..

Kvantitativní malnutrice – Příjem potravy má nízkou energetickou hodnotu při relativně zachovaném příjmu bílkovin, vitaminů a stopových prvků. Kvalitativní malnutrice: Energeticky je strava v pořádku, chybí však některá složka živin, jako např. bílkoviny c rámci kwashiorkoru nebo vitamíny u hypo- až avitaminóz.

Marasmus – Zchátralost, sešlost věkem nebo těžkým onemocněním. Je způsobeno nedostatkem energie a poruchou energetického metabolismu.

Pickwickův syndrom – Stav, který vzniká jako důsledek nadměrné obezity. Pacient hypoventiluje a je spavý, usíná i během dne. Viz kapitola Řízení dýchání.

Rezistin – Látka produkovaná abdominální tukovou tkání u obézních osob, která snižuje citlivost a zvyšuje rezistenci receptorů pro inzulin

2 Příjem a výdej energie

Příjem a výdej energie by měl být u zdravého dospělého člověka v rovnováze. Denně by měl organismus přijmout tolik energie, aby pokryl bazální metabolismus, specificko-dynamický účinek potravy a energii potřebnou k práci a termoregulaci. Při nedostatečném energetickém výdeji nebo nadbytečném příjmu vzniká obezita, při nedostatečném příjmu energeticky hodnotných potravin vzniká kvantitativní malnutrice – hladovění. Kromě energetického hlediska je při příjmu potravy  je třeba uvažovat i o jejím složení. Při poruchách složení potravy mluvíme o kvalitativní malnutrici.

Jednotlivé živiny mají svoji energetickou hodnotu, která se udává v kJ/g nebo také v kcal/g, kdy  4.1858 kJ je ekvivalentní 1 kcal. Energetická hodnota tuků je 40 kJ/g, bílkovin a cukrů zhruba 17 kJ/g.

Etylalkohol má energetickou hodnotu téměř 30 kJ/g, alkoholici mají často zajištěný energeticky příjmem alkoholu potřebný výdej, avšak nemají dostatečné kvalitativní složení potravy , a to se všemi patofyziologickými důsledky charakteru malnutrice.

Potrava má být optimálně složena z 60 % cukrů, 25 % tuků a 15 % bílkovin. Energeticky se mohou jednotlivé složky zastupovat, nemohou se však zastupovat stavebně. Esenciální aminokyseliny  a mastné kyseliny nemohou být ničím nahrazeny, stejně jako vitamíny. Tento poměr může být mimo patologickýxh stavů i poupraven cíleně, např. při sportovní přípravě, nebo v rámci léčebného procesu při snižování celotělové hmotnosti.

Mezi esenciálními a neesenciálními aminokyselinami tvořil donedávna přechod tzv. "semiesenciální" Histidin. V poslední době se však ukázalo, že není esenciální pouze pro děti, nýbrž i pro dospělé.

Tělo se skládá především z vody, tuků a bílkovin. Přijaté cukry slouží jako bezprostřední zdroj energie a v nadbytku se metabolizují na určité množství zásobního cukru neboli glykogenu a na zásobní tuky. Mohou mít také strukturní význam jako glykoproteiny. Tuky ve zdravém neobézním těle, kde tvoří asi 25% celkové tělesné hmotnosti, slouží především jako rezervoár energie a tepelná izolace. Některé tuky jsou nedílnou součástí membrán buněk ( např. fosfolipidy a lipoproteiny), cholesterol je prekurzorem steroidních hormonů a některých dalších esenciálních molekul. V plazmě se tuky vyskytují ve formě volných mastných kyselin (FFA, Free Fatty Acids) a lipoproteinů. Bílkoviny tvoří kolem 20% hmotnosti těla. Jsou součástí všech buněk, svalů, vnitřních orgánů a pojivové tkáně. Proteinový charakter mají téměř všechny enzymy a protilátky. Proteoanabolismus je nezbytný pro veškeré reparativní děje.

2.1 Cukry

Cukry jsou v organismu základním zdrojem pro výrobu energie a jsou také součástí makromolekulárních látek (např. glykoproteinů, glykolipidů a nukleových kyselin). Mají metabolické vztahy k většině biochemicky významných substancí.Význam sacharidů spočívá v tom, že jsou pohotový zdroj energie (nejsnáze se metabolizují), fungují jako hlavní zdroj energie pro mozek, který spotřebuje 25% glukózy v těle, a erytrocyty. Ketolátky pak mohou při hladovění také sloužit jako zdroj energie pro mozek, vždy ale musí být větší část energie hrazena glukózou. Cukry se účastní regulace metabolismu ostatních živin v játrech a to tak, že na zásobě glykogenu nepřímo závisí, zda se  začnou utilizovat tuky a bílkoviny. Uhlovodany jsou složka některých makromolekul. Glykoproteiny jsou součástí receptorů na povrchu buněk a spoluvytvářejí mezibuněčnou hmotu. Sacharidy kryjí u člověka 50 – 80 % energetické potřeby.

Glykémie je důležitou veličinou homeostázy, a proto je řízena mnoha mechanismy.  Koncentrace glukózy v krvi je 3,5 – 5,5 mmol/l. Hlavními řídícími hormony jsou inzulin a glukagon, ale do řízení zasahují všechny hormony, které mají metabolické účinky, tedy adrenalin, noradrenalin, glukokortikoidy a další (thyroxin, somatotropní hormon, inkretiny, prolaktin). Hyperglykémie znamená nadbytek cukru v plazmě a je pro organismus nevýhodná. Glukóza je výrazně osmoticky a metabolicky aktivní a chemicky poškozuje glykosylací bílkoviny. Protože se volně dostává přes kapilární stěnu do intersticia, vede při zvýšené koncentraci k předčasnému stárnutí tkání včetně mozku a  k dalším změnám. Hyperglykémie je faktor aktivující vývoj ischemické choroby srdeční, kdy se glykosylací aktivuje endotel a spouští se proces aterogeneze, a poškození ledvin mikroangiopatií (viz patologie). Hypoglykémie je snížená koncentrace glukózy v plazmě. Jedná se o natolik závažný a život ohrožující stav, že přímo aktivuje stresovou odpověď organismu.