Peran organ dalam metabolisme energi

Sel hati (hepatosit) memiliki peran unik dalam metabolisme antara. Mereka memainkan peran penting dalam menyediakan homeostasis, sintesis berbagai molekul, metabolisme antara dan pengaturan penyimpanan dan pelepasan energi. Hati mengambil bagian dalam metabolisme semua nutrisi.

1) Hati dan metabolisme sakarida

Hati memainkan peran penting dalam jangka pendek (dalam beberapa jam) dan jangka panjang (dalam kisaran hari ke minggu) regulasi glikemik (yang disebut fungsi glukostatik hati). Ketika tingkat glukosa di vena portae meningkat setelah makan, hati memulai proses sintesis glikogen, yang menggunakan glukosa dari darah. Proses yang berlawanan terjadi selama berpuasa, ketika kadar glukosa darah menurun. Glukosa ditambahkan ke aliran darah melalui glikogenolisis (pemecahan glikogen yang tersimpan) atau glukoneogenesis (ketika penyimpanan glikogen habis). Degradasi fruktosa dan galaktosa juga terjadi di hati.

2) Hati dan metabolisme lipid

Beberapa jalur metabolisme lipid adalah unik untuk hati (seperti sintesis keton bodies), tetapi sebagian besar terjadi di jaringan lain juga (meskipun hati sering secara kuantitatif organ yang paling penting). Oksidasi asam lemak terjadi di sini dan mempercepat selama puasa ke titik di mana lebih banyak energi dihasilkan daripada kebutuhan hati. Dari asetil-CoA yang berlebihan, badan keton disintesis. Hati tidak dapat menggunakan tubuh keton dan melepaskannya ke dalam aliran darah, di mana mereka berfungsi sebagai sumber energi alternatif.

Hati juga memainkan peran penting dalam metabolisme lipoprotein. Ini mensintesis partikel VLDL, beberapa HDL, mengkonversi IDL ke LDL dan mendegradasi sisa-sisa chylomicron, HDL dan bagian LDL. Sintesis kolesterol terjadi di sini juga.

3) Hati dan metabolisme protein dan asam amino

Beberapa reaksi protein dan metabolisme asam amino hanya terjadi di hati (sintesis urea), sementara yang lain dapat dilakukan oleh jaringan lain juga (deaminasi asam amino dan transaminasi, sintesis).

Sintesis hati, dengan pengecualian imunoglobulin, semua protein plasmatic (mis. Albumin atau faktor koagulasi).

Organ lain

Ginjal

Proses berkonsentrasi urin dan pengangkutan zat yang terjadi di ginjal membutuhkan sejumlah besar energi. Itulah mengapa konsumsi ATP, terutama di korteks ginjal, tinggi. ATP diproduksi oleh metabolisme oksidatif glukosa, laktat, asam lemak dan asam amino.

Ginjal adalah, setelah hati, situs terpenting kedua glukoneogenesis (terutama selama puasa). Substrat utamanya adalah kerangka karbon dari asam amino (terutama glutamin). Amonia, produk dari reaksi ini, disekresi langsung ke urin, di mana ia bertindak sebagai penyangga.

Otot rangka

Otot skeletal aktif mengkonsumsi sejumlah besar energi. Regenerasi ATP terjadi melalui glikolisis aerobik dan anaerobik, degradasi asam lemak dan dari creatine fosfat juga.

Otot skeletal memainkan peran penting dalam metabolisme asam amino – terutama asam amino bercabang (valine, leucine, isoleucine). Kerangka karbon yang diperoleh dalam proses ini digunakan untuk mensintesis energi dan gugus amino berfungsi sebagai substrat untuk sintesis alanin, glutamin dan glutamat. Asam amino ini kemudian dilepaskan dalam jumlah yang relatif besar ke dalam aliran darah. Hati dapat menggunakan alanin yang dihasilkan oleh otot skeletal dalam regenerasi glukosa (siklus alanin).

Jaringan adiposa

Postprandially (setelah makan, ketika insulin memiliki efek dominan), jaringan adiposa berfungsi sebagai tempat penyimpanan untuk TAG. Ini menyimpan lipid yang diperoleh dari makanan dan yang disintesis di hati juga. Selama periode puasa (akibat efek glukagon) terjadi lipolisis – pemecahan lemak menjadi asam lemak dan gliserol.

Otak

Glukosa adalah substrat energi utama untuk otak. Konsumsi sehari-hari adalah sekitar 120 g, tetapi selama adaptasi puasa (yang terjadi kira-kira setelah 3 minggu tanpa pasokan energi yang cukup), otak dapat menutupi hingga 50% dari kebutuhan energinya dari oksidasi badan keton.

Efek hormon pada metabolisme otot

Metabolisme otot dimodulasi oleh banyak hormon. Insulin meningkatkan masuknya glukosa (GLUT-4) dan asam lemak ke dalam sel otot. Bersamaan insulin juga mengaktifkan proses anabolik – pembentukan glikogen, trigliserida dan protein. Katekolamin mengaktifkan glikogenolisis otot dan lipolisis.

Kelelahan otot

Latihan otot yang intensif menyebabkan kelelahan otot. Tingkat kelelahan tergantung pada peningkatan lokal konsentrasi laktat dan penurunan pH. Ini adalah mekanisme perlindungan yang penting, yang harus mengingatkan individu akan bahaya kerusakan sel otot. Kelelahan otot dapat dikurangi dengan aktivasi simpatik (atau katekolamin). Individu yang terlatih memiliki ambang kelelahan otot yang digerakkan karena otot mereka terhabituasi dengan beban stres yang lebih besar (misalnya toko energi yang lebih tinggi).

Metabolisme asam amino dalam otot

Otot lurik mampu memetabolisme asam amino rantai cabang (BCAA – Val, Leu, Ile). Backbones karbon mereka digunakan dalam metabolisme energi, kelompok amino mereka berfungsi untuk mensintesis alanin, glutamat dan glutamin. Alanine dan glutamine dilepaskan ke dalam aliran darah (konsentrasi alanin sekitar 0,3 mmol / l, konsentrasi glutamin sekitar 0,6 mmol / l). Glutamin berfungsi sebagai bentuk transportasi utama untuk amonia dalam suatu organisme. Alanine dan glutamine terdegradasi di hati dan amonia yang baru lahir diubah di sini menjadi urea. Hati mampu mensintesa ulang alanin menjadi glukosa – siklus alanin selesai.

Asam amino menjadi sumber energi yang penting selama latihan yang intens atau puasa yang berkepanjangan. Glukokortikoid (kortisol) merangsang katabolisme protein protein otot – asam amino yang dilepaskan digunakan sebagai substrat untuk glukoneogenesis.

Creatine dan phosphocreatine

Creatine disintesis di ginjal dan hati dari glisin, arginin, dan S-adenosylmethionine (SAM). Dalam otot, creatine adalah terfosforilasi (ATP konsumsi, dikatalisis oleh creatine kinase) ke phosphocreatine. Siklisasi non-enzimatik creatine membentuk kreatinin – produk limbah yang dikeluarkan dalam urin.

Istilah dasar dari metabolisme energi

Metabolisme (dari metabolisme Yunani – perubahan) adalah serangkaian semua reaksi kimia yang terjadi dalam organisme. Mereka melibatkan transformasi nutrisi, dalam banyak kasus dikatalisasi dan diatur.

Reaksi metabolik sering digabungkan bersama untuk membentuk jalur metabolik, di mana satu zat diubah, melalui serangkaian reaksi, menjadi satu lagi. Proses ini menghasilkan berbagai zat antara, yang dapat bertindak sebagai substrat awal untuk jalur metabolisme lainnya.

Misalnya piruvat dapat dikonversi menjadi laktat, atau dapat membentuk asam amino alanin, berpartisipasi dalam pembentukan glukosa dalam proses glukoneogenesis atau dikonversi menjadi asetil-KoA dan bertindak sebagai sumber energi.

Kami menyebutnya interkonversi nutrisi dengan berbagai produk antara metabolisme perantara (atau menengah).

Reaksi metabolik secara umum dapat dibagi menjadi anabolik dan katabolik.

1) Reaksi anabolik

Reaksi anabolik bersifat sintetik; mereka membangun substansi yang lebih kompleks dari yang lebih sederhana. Mereka membutuhkan energi yang dikonsumsi selama reaksi – itulah sebabnya, mereka termasuk kelompok reaksi endergonic.

Reaksi anabolik dalam tubuh manusia diwakili oleh glukoneogenesis, sintesis glikogen, asam lemak, TAG (disebut lipogenesis), asam amino, protein, badan keton, urea atau zat lainnya.

2) Reaksi katabolik

Reaksi katabolik melibatkan pembelahan, degradasi atau dekomposisi zat kompleks menjadi yang lebih sederhana. Energi dilepaskan selama proses ini dan dapat digunakan untuk membentuk molekul makro.

Di antara reaksi katabolik paling penting yang terjadi di tubuh kita adalah glikolisis, glikogenolisis, lipolisis, beta-oksidasi, degradasi badan keton, protein atau asam amino.

Beberapa jalur metabolik memiliki karakter baik, reaksi anabolik dan katabolik, dan disebut amphibolic.

Contoh yang baik adalah siklus asam sitrat, yang melengkapi oksidasi kerangka karbon dari semua nutrisi (jalur katabolik), tetapi intermedietnya berfungsi sebagai substrat untuk jalur anabolik (alpha-ketoglutarat diubah menjadi glutamat; succinyl-CoA ke hem atau sitrat digunakan dalam sintesis asam lemak).

Sekelompok reaksi yang berfungsi untuk melengkapi produk antara ke jalur metabolisme lainnya disebut reaksi anaplerotik (gr. AnĂ¡ – ke atas dan plerotikos – untuk mengisi). Reaksi ini, misalnya, melengkapi siklus asam sitrat, terutama dengan oksal asetat (menggunakan glukosa, laktat atau asam amino glucogenic) dan alpha-ketoglutarat (dari glutamat).

Perbedaan Fruktosa dan Sukrosa

Fruktosa dan sukrosa secara rutin digunakan oleh industri makanan sebagai aditif untuk mempermanis makanan. Asupan makanan yang berlebihan manis dapat meningkatkan kadar trigliserida darah, meningkatkan penumpukan lemak pada jaringan Anda dan meningkatkan risiko Anda untuk mengembangkan diabetes tipe 2.

Fruktosa

Fruktosa disebut gula buah karena kehadirannya dalam buah-buahan. Fruktosa adalah monosakarida, yang berarti itu adalah molekul gula tunggal yang terdiri dari enam atom karbon, enam atom oksigen dan 12 atom hidrogen. Selain buah-buahan, fruktosa dapat hadir dalam diet Anda sebagai bagian dari aditif makanan yang disebut high-fructose corn syrup.

Fruktosa yang Anda makan dapat langsung diserap melalui usus kecil Anda ke dalam darah Anda. Proses penyerapan fruktosa bisa sangat cepat jika sumber fruktosa tinggi fruktosa sirup jagung. Penyerapan fruktosa dari buah-buahan kurang cepat karena kehadiran serat dan fitonutrien lainnya dalam buah.

Sukrosa

Sukrosa, juga disebut gula meja, adalah disakarida yang terdiri dari satu molekul glukosa dihubungkan dengan satu molekul fruktosa. Glukosa memiliki komposisi kimia identik dengan fruktosa, tetapi atom-atom disusun berbeda.

Sukrosa makanan dipecah menjadi glukosa ditambah fruktosa oleh enzim yang disebut hadir sukrase di dinding usus kecil Anda, dan dua gula diserap ke dalam darah Anda.

Peningkatan glukosa darah merangsang sekresi insulin dari pankreas untuk memfasilitasi transportasi glukosa ke dalam jaringan Anda, sedangkan fruktosa dalam darah Anda tidak cenderung untuk merangsang produksi insulin pankreas.

Metabolisme

Sama seperti sukrosa, komposisi karbohidrat tinggi fruktosa sirup jagung adalah sekitar setengah fruktosa dan glukosa setengah. Fruktosa dan glukosa dalam buah, sukrosa dan fruktosa tinggi sirup jagung memberikan tubuh Anda empat kilokalori energi per gram gula, terlepas dari sumber.

Fruktosa dan glukosa dimetabolisme untuk energi dalam sel Anda melalui tiga proses yang berurutan disebut glikolisis, siklus asam sitrat dan rantai transpor elektron. Energi yang tersimpan dalam molekul yang disebut ATP.

Namun, ketika tingkat ATP jaringan Anda tinggi, bukannya dimetabolisme untuk energi, fruktosa dan glukosa diubah menjadi asam lemak yang dirakit menjadi trigliserida untuk penyimpanan jaringan.

Perbedaan Fruktosa dan Sukrosa
Perbedaan Fruktosa dan Sukrosa

Efek kesehatan

Dalam hati Anda, kelebihan kalori dari glukosa dan fruktosa digunakan untuk produksi trigliserida, dan beberapa trigliserida yang dikirim ke dalam darah Anda dengan lipoprotein. Lipoprotein kemudian mendistribusikan trigliserida seluruh tubuh Anda.

Jadi, kalori ekstra dari makanan sucrose- dan fruktosa-manis dapat meningkatkan akumulasi lemak dalam darah Anda, hati, otot dan jaringan lemak, yang meningkatkan risiko Anda untuk mengembangkan diabetes dan penyakit jantung.

Jika Anda suka makanan manis, jangan makan berlebihan mereka, dan pastikan bahwa Anda mengkonsumsi makanan ini bersama dengan alternatif sehat yang mengandung serat seperti makanan gandum, sayur dan buah.

Pengertian Metabolisme Tubuh

anabolisme kemudian menggunakan energi ini untuk membangun komponen sel, seperti protein atau asam nukleat (DNA). Berbagai jenis organisme menggunakan metode yang berbeda, atau jalur metabolisme (termasuk beberapa bakteri yang suka makan hidrogen sulfida yang bau seperti telur busuk!), Untuk mencapai hal ini, tetapi ada beberapa faktor umum untuk semua dari mereka.

Proses katabolik berusaha untuk memecah molekul organik dan membentuk banyak molekul energi ini mungkin bagi setiap molekul yang rusak. Secara umum, karbohidrat, protein, dan lemak dibagi menjadi unit yang paling sederhana dan terkecil mereka, yang kemudian digabungkan untuk membuat struktur yang dibutuhkan tubuh di bagian anabolik metabolisme.

Dari ketiga jenis yang disebutkan sebelumnya molekul, karbohidrat merupakan sumber energi utama sebagian besar organisme, karena mereka jauh lebih mudah untuk memecah daripada yang lain. Inilah sebabnya mengapa atlet ‘carboload’ sebelum ras besar atau permainan. Karbohidrat dapat dengan mudah dipecah menjadi monosakarida (atau ‘gula sederhana’) seperti glukosa untuk menghasilkan banyak molekul ATP, melalui proses glikolisis, siklus Kreb, dan respirasi sel.

Namun, jangan lupa tentang protein dan lemak!

Protein dipecah melalui proteolisis menjadi unit dasar mereka, asam amino. Hal yang menarik di sini adalah bahwa ada dua puluh asam amino yang secara alami terjadi di Bumi. Masalahnya adalah bahwa mamalia hanya membuat 11 dari mereka, jadi kami harus memastikan kami menelan sisanya! Molekul lemak melalui proses yang disebut hidrolisis, di mana mereka diiris menjadi asam lemak dan gliserol.

Benar-benar keren bagian tentang metabolisme di sini adalah bahwa molekul gliserol benar-benar masuk jalur glikolisis, dan asam lemak dapat masuk ke dalam siklus asam sitrat (atau Kreb) setelah dipecah sedikit lebih. Ini berarti tubuh masih dapat memetabolisme lemak untuk energi.

Dibutuhkan sedikit lebih banyak pekerjaan, atau energi, untuk melakukan hal ini, tapi biasanya layak karena lemak memiliki dua kali energi kimia yang tersimpan per gram dari baik karbohidrat atau protein. Apakah ini berarti semua kita perlu khawatir tentang asupan sehari-hari adalah karbohidrat, lemak, dan protein? Nah, tidak ada … kita juga perlu vitamin dan mineral kita.

Mineral penting adalah unsur-unsur seperti kalsium, seng, besi, dan masih banyak lagi, sedangkan vitamin adalah molekul organik yang diperlukan tubuh, tetapi tidak dapat mensintesis – seperti vitamin A, B1-12, dan niacin.

Pengertian Metabolisme Tubuh
Pengertian Metabolisme Tubuh

Jadi sekarang kita memiliki energi kita, dan semua blok bangunan dasar kita … tapi kita perlu untuk tumbuh juga! Ingat, anabolisme adalah di mana tubuh membutuhkan bahan baku dan menggunakan mereka untuk membangun apa pun yang dibutuhkan.

Kami disebutkan glukosa sebagai unit dasar untuk karbohidrat, dan ini dapat bergabung bersama dengan gula sederhana lainnya untuk membentuk polisakarida, yang merupakan string panjang gula. Contoh umum ini mencakup pati (seperti kentang), glikogen (apa yang perlu atlet untuk hari yang panjang), atau bahkan selulosa, yang merupakan serat dalam tanaman.

Lemak mendapat rap benar-benar buruk ketika datang ke gizi, tetapi mereka adalah molekul yang sangat berguna dalam proses anabolik. Lemak yang digunakan untuk membangun hal-hal seperti membran sel yang melindungi interior dari sel-sel dari kerusakan molekul dan virus, tetapi mereka juga melindungi dan melindungi organ-organ internal kita serta membantu penyerapan vitamin yang larut dalam lemak.

Protein adalah mungkin aspek multi-faceted sebagian katabolisme, karena mereka memenuhi begitu banyak peran dalam tubuh. Sel darah, hormon, rambut, DNA … semua protein.

Asam amino bergabung bersama dalam rantai panjang dengan ikatan peptida, dan kemudian protein tumbuh akan dilipat ke dalam struktur yang sangat kompleks di akhir, yang membantu itu melakukan fungsi apa pun ditakdirkan untuk.

Tubuh adalah sistem yang sangat kompleks, tapi sangat efisien dalam mengambil dan memodifikasi semua bahan yang dibutuhkan! Memahami aspek gizi metabolisme membantu memahami beberapa proses internal yang terjadi di dalam.