Transport substancji w organizmie – główne nośniki energi

Sub­stan­cje pro­du­ko­wane przez ludzki orga­nizm są zuży­wane, skła­do­wane lub usu­wane z orga­nizmu. Wymaga to oczy­wi­ście spraw­nie funk­cjo­nu­ją­cego trans­portu, który odbywa się za pomocą układu krwio­no­śnego. W ten spo­sób sub­stan­cje odżyw­cze i budul­cowe są prze­trans­por­to­wane do miejsc ich prze­zna­cze­nia i wyko­rzy­sta­nia, nato­miast zbędne i szko­dliwe meta­bo­lity są trans­por­to­wane do miejsc prze­twa­rza­nia lub wyda­la­nia. Trans­port sub­stan­cji wymaga ener­gii i spe­cjal­nych nośni­ków sto­sow­nych dla poszcze­gól­nych sub­stan­cji odżyw­czych. Oczy­wi­ście cały pro­ces zwany home­ostazą jest regu­lo­wany przez spe­cjalne mecha­ni­smy. U zdro­wego czło­wieka dzia­łają one bez zarzu­tów. Pro­cesy zacho­dzące w ludz­kim orga­nizmie to rezul­tat wielu mil­jo­nów lat ewo­lu­cji. Rozwój prze­my­słu spo­żyw­czego w ostat­nim stu­le­ciu sta­wia pod zna­kiem zapy­ta­nia, przy­sto­so­wa­nie ludz­kiego orga­nizmu do rafi­no­wa­nego cukru i mąki.

Lipoproteiny i wolne kwasy tłuszczowe

Nośni­kami lipi­dów są kwasy tłusz­czowe. Część z nich swo­bod­nie poru­sza się we krwi. Nato­miast dłu­gie łacu­chy lipi­dowe reagują z biał­kiem zwa­nym albu­miną. Innymi sub­stan­cjami z tej kate­go­rii są ketony, które powstają jako pro­dukty przej­ściowe roz­kładu kwa­sów tłusz­czo­wych w wątro­bie.

Lipo­pro­te­iny trans­portują sub­stan­cje odżyw­cze, które nie roz­pusz­czają się w wodzie czy w tym przy­padku krwi (tzw. sub­stan­cje hydro­fo­bowe). Lipo­pro­te­iny zbu­do­wane są z dwóch rodza­jów czą­ste­czek. Jedna z nich zwana jest hydro­fi­lową czyli roz­pusz­czalną w wodzie, a druga hydro­fo­bową czyli nieroz­pusz­czalną w wodzie. Lipo­pro­te­iny to kolo­idalne kom­pleksy, które uła­twiają trans­port trój­gli­ce­ry­dów (TG) i cho­le­ste­rolu w orga­nizmie. Jedną z naj­więk­szych lipo­pro­tein jest VLDL (Very Low Den­sity Lipo­pro­tein) o bar­dzo małej gęsto­ści. VLDL trans­portuje tłusz­cze z wątroby do tkanki tłusz­czowej. W kon­se­kwen­cji VLDL zostaje prze­kształ­cone w LDL (Low Den­sity Lipo­pro­tein). LDL zwany jest złym cho­le­ste­ro­lem, a to głów­nie dla­tego, że uwal­nia cho­le­ste­rol w dro­dze trans­portu do tkanki tłusz­czowej. Cho­le­ste­rol pozo­staje we krwi i zatyka ścianki naczyń krwio­no­śnych. Lipo­pro­te­iny to sub­stan­cje trans­portujące lipidy ale potocz­nie i zresztą błęd­nie zwane są tłusz­czami.

Cukry proste

Glu­koza, fruk­toza i galak­toza to cukry pro­ste, które wcho­dzą w skład budowy węglo­wo­da­nów pro­stych (mono­sa­cha­rydy). Glu­koza z fruk­tozą two­rzą sacha­rozę czyli biały cukier. Słodki smak cukru zależy od ilo­ści fruk­tozy. Ludzki orga­nizm jest nie­przy­sto­so­wany do wyko­rzy­sta­nia ener­gii pocho­dzą­cej bez­po­śred­nio z fruk­tozy. Czą­steczki muszą być prze­two­rzone w gli­ko­gen lub kwasy tłusz­czowe, aby można je było wyko­rzy­stać na ener­bię. Glu­koza nato­miast zostaje wyko­rzy­stana w swej pier­wot­nej postaci. Nawet naj­mniej­sza por­cja glu­kozy powo­duje wydzie­la­nie insu­liny. Insu­lina usuwa glu­kozę ze krwi trans­portując ją do komó­rek gdzie ist­nieje zapo­trze­bo­wa­nie na ener­gię. Reszta tra­fia do wątroby i ulega prze­mia­nie w gli­ko­gen i tłusz­cze. Tak więc spo­śród wszyst­kich cukrów glu­koza jest wyko­rzy­sty­wana jako pierw­szy i pod­sta­wowy nośnik ener­gii. Ludzie kocha­jący węglo­wo­dany spo­ży­wają cukier, sło­dy­cze, soki, napoje sło­dzące i owoce w nadmier­nych ilo­ściach. Nie­sie to za sobą stały wysoki poziom cukru (glu­kozy), ale jesz­cze gorzej pro­wa­dzi do maga­zy­no­wa­nia fruk­tozy, która prak­tycz­nie ulega tylko odkła­da­niu w tkance tłusz­czowej.

Innym nośni­kiem ener­gii jest alko­hol. Ilość zawar­tych węglo­wo­da­nów zależy od rodzaju alko­holu. Czy­sty alko­hol jak eta­nol to około 7 kcal na 1 gram. Wszyst­kie nośniki ener­gii jak, kwasy tłusz­czowe, ketony, lipo­pro­teiny, glu­koza, fruk­toza i alko­hol mają za zada­nie roz­pro­wa­dzać ener­gię po całym orga­nizmie.

Transport węglowodanów

Ilość i jakość nośni­ków ener­gii w orga­nizmie ulega cały czas zmia­nie. Ener­gia jest dostar­czona tam gdzie ist­nieje na nią zapo­trze­bo­wa­nie.

Jedna szklanka owo­co­wego soku lub słod­kiego napoju podwyż­sza poziom glu­kozy i fruk­tozy już w kilka sekund. Wyżej wymie­nione mono­sa­cha­rydy są obec­nie przedmio­tem wielu debat nauko­wych.

Glukoza

Ilość glu­kozy okre­śla poziom cukru we krwi. Glu­koza dociera do komó­rek, gdzie ist­nieje zapo­trze­bo­wa­nie na ener­gię. Odbywa to się bar­dzo spraw­nie ponie­waż glu­koza i fruk­toza bar­dzo szybko ule­gają gli­ka­cji. Wyso­kie stę­że­nie glu­kozy spra­wia, że ona łatwo wiąże się z biał­kiem, w tym hemoglobiną. Pomiar zawar­to­ści gli­ko­wa­nych bia­łek we krwi (głów­nie hemo­glo­biny) jest wskaź­ni­kiem dia­gno­stycz­nym, przy­dat­nym w oce­nie wyrów­na­nia cukrzycy. Pow­staje wów­czas tzw. hemoglobina glikowana. Zawar­tość gli­ko­wa­nych bia­łek we krwi pod­lega wol­niej­szemu waha­niu niż stę­że­nie wol­nej glu­kozy i dla­tego jest mier­ni­kiem dłu­go­trwa­łej glikemii (stę­że­nia glu­kozy we krwi). Podwyż­szone stę­że­nie glu­kozy we krwi to poważny pro­blem, z któ­rym orga­nizm musi sobie natych­miast pora­dzić. Nor­mal­nie stę­że­nie glu­kozy pobu­dza trzu­skę do wydzie­la­nia insu­liny w takiej ilo­ści aby poziom cukru spadł do nor­mal­nego. Więk­szość glu­kozy zostaje odtrans­portowana do mię­śni i tkanki tłusz­czowej, a reszta tra­fia do wątroby. To są pro­cesy kon­ty­nu­owane o róż­nym nasi­le­niu, jeśli dostar­czamy orga­nizmowi węglo­wo­dany. Dzia­łają spraw­nie dopóki trzustka pro­du­kuje wystar­cza­jącą ilość insu­liny, a orga­nizm jest na nią wciąż czuły. Z cza­sem nadmierna ilość cukru pro­wa­dzi do zabu­rzeń jak insu­li­no­od­por­ność, a z cza­sem cukrzycy oraz przy­ro­stu tkanki tłusz­czowej. Dla­tego spo­śród 5 cukrzy­ków 4 cierpi na oty­łość.

Fruktoza

Ze spo­ży­wa­niem fruk­tozy jest jesz­cze gorzej, bo jako dru­go­rzędne źró­dło ener­gii w porów­na­niu do glu­kozy od razu zostaje zma­ga­zy­no­wana w tkance tłusz­czowej. Jeśli więc orga­nizm ludzki cały czas pra­cuje nad uty­li­za­cją glu­kozy to nie ma szans aby pozbyć się fruk­tozy. Jest jesz­cze gorzej, bo fruk­toza ulega 10 –krot­nie więk­szej gli­ka­cji niż glu­koza! Szczę­ście w nieszczęściu nie­mal cała fruk­toza zostaje prze­kształ­cona na gli­ko­gen w wątro­bie i tłusz­cze. Nad­mierne spo­ży­cie fruk­tozy może dopro­wa­dzić do NAFLD (Non Alcoholic Fatty Liver Disease) czyli bezalko­holowego stłusz­czenia wątroby podob­nego do tego u alko­holików.

Jak zapobiec cukrzycy i nadwadze

Ludzki orga­nizm ma ogra­ni­czoną zdol­ność do użyt­ko­wa­nia i prze­cho­wy­wa­nia ener­gii. Z cza­sem prze­staje on reago­wać tak jak byśmy chcieli. Powinny na to wska­zy­wać wyniki badań krwi. Przed pobra­niem krwi zaleca się ostatni posi­łek do godziny 20.00 w dniu poprze­dza­ją­cym bada­nie. Tak zwany nocny post obfi­tuje w wyko­rzy­sta­nie ener­gii z gli­ko­genu zma­ga­zy­no­wa­nego w wątro­bie i mię­śniach jak i z kwa­sów, tłusz­czo­wych, WLDL, LDL i po czę­ści nawet keto­nów. Zdrowy orga­nizm” spala” cał­kiem nor­mal­nie. Ale jeśli bada­nie wykaże podwyż­szoną zawar­tość cukru (glu­kozy) we krwi to może to być indi­ka­cją roz­wi­ja­ją­cej się insu­li­no­od­por­ność. Nocny post, popu­larny post 5:2 czy16:8 obni­żają poziom cukru we krwi u zdro­wych osób, insu­li­no­od­por­nych i cukrzy­ków z cukrzycą typu 2. Co jest lep­sze dla orga­nizmu: szyb­kie i nadmierne wydzie­la­nie insu­liny czy stały poziom insu­liny zagwa­ran­to­wany obni­że­niem węglo­wo­da­nów w codzien­nej die­cie? Zobaczmy jak to funk­cjo­nuje na przy­kła­dzie mię­śni. Mię­śnie pobie­rają ener­gię bez uza­leż­nie­nie od insu­liny i innych sub­stan­cji sygna­li­zu­ją­cych w postaci keto­nów i wol­nych kwa­sów tłusz­czo­wych. Nato­miast ener­gia pobrana za pomocą glu­kozy wymaga już insu­liny. Insu­lina pozwala na prze­do­sta­nie się glu­kozy do mię­śni poprzez kanały trans­portowe zwane GLUT4. Jeżeli orga­nizm jest na mie­sza­nej die­cie, tzn. boga­tej w węglo­wo­dany i tłusz­cze zda­rza się, że igno­ruje on sygnały pocho­dzące od insu­liny. Jest to chwi­lowe zja­wi­sko spo­wo­do­wane dużym zaso­bem ener­gii i opiera się na rów­no­wa­dze bio­che­micz­nej. Logiczne, ener­gia została dostar­czona, więc nie potrzeba jej wię­cej. U zdro­wych osób stan ten szybko się nor­ma­li­zuje. U cukrzy­ków typu 2 i osób z insu­li­no­od­por­no­ścią nie­stety nie. Glu­koza” zalega” we krwi, insu­lina jest wydzie­lana w więk­szej ilo­ści, ale nie­wy­star­cza­jąco w sto­sunku do zwięk­szo­nych insu­li­no­opor­no­ścią potrzeb orga­nizmu. Logiczne więc wydaje się, zmniej­sze­nie ilo­ści węglo­wo­da­nów w die­cie poprze LCHF, dietę postną czy zmianę spo­sobu jedze­nia poprzez 5:2 czy 16:8. Leka­rze i die­te­tycy dole­wają jesz­cze oliwy do ognia i zale­cają małe, czę­ste posiłki aby zba­lan­so­wać cukier we krwi. To jest tak nie­lo­giczne, że zegarki po pro­stu stają. Nade­szła pora aby wró­cić do daw­nych nawy­ków jakie mieli nasi przod­ko­wie przed 10000 laty. Co to wła­ści­wie jest HbA1c? Dla nas odpo­wiedź jest jedna – insu­li­no­od­por­ność.

Źródło:

1. http://christinecronau.com/wp-content/uploads/2011/10/nrgastro.2010.41.pdf – The role of fructose in the pathogenesis of NAFLD and the meatabolic syndrome.
2. https://www.researchgate.net/publication/245026220_The_role_of_glucose_transporters_in_human_metabolic_regulation – Rola transporterów glukozy w regulacji metabolizmu człowieka.
3. Wikimedia – zdjęcie