A Cataplerosis és az Anaplerosis fogalma a fogyásban

Fogyás - Cataplerosis, Anaplerosis és PEPCK

Elgondolkozott már azon, hogy mi történik a test fehérjéivel és aminosavjaival, az izomjavításon és az építkezésen kívül?

OK, talán nem, de mindenképp elmondom neked ...

Ez a cikk egy kicsit geek-out, és csak a kíváncsiságom a mitokondrium további összetettsége a ketogén étrend, az időszakos koplalás vagy az éheztetett testmozgás esetén.

De kezdjük az alapokkal:

„FED” ÁLLAM

Az „etetett” állapot közvetlenül étkezés után következik be.

Ekkor lesz magas az inzulin és alacsony a glükagon. Miután a fehérje megemésztődik a gyomorban, a vékonybélbe költözik, ahol kiváltja az inkretinek (bélhormonok), például a GLP-1 és a GIP felszabadulását, amely jelzi, hogy az inzulin felszabadul, felkészülve az útjára várható energiára.

Gondolkodj el rajta. A gyomor lényegében figyelmezteti a test többi részét, hogy vannak bejövő tápanyagok, amelyek lehetővé teszik az összes többi szerv, például a hasnyálmirigy és a máj felkészülését előtt a tápanyagok még felszívódnak.

A fehérjék lebontása során aminosavak képződnek, amelyek azután a májba szállulnak, ahol vagy:

  • Fehérjeszintézis (építőelemek készítése), vagy
  • Energiatermelés (energia lebontása)

Energiatermelés

Energiatermelés esetén a fehérje vagy az aminosavak a következőkké alakíthatók:

  • Szőlőcukor
  • Zsírsavak

Szőlőcukor

A glükózt glikogénként tárolják a májban.

A glükóz prekurzorai a következők:

  • Piruvát, és
  • Oxaloacetát - ez általában egyensúlyban van a krebs ciklus más közvetítőivel.

A glükogén aminosavak táplálkoznak az energia-anyagcsere ezen részében.

A glükoneogén aminosavak olyan köztes aminosavak, amelyek az anaplerosis révén beléphetnek a krebs ciklusba, hogy glükózmolekulákká alakuljanak át, röviden fehérjékké, amelyek cukorrá alakíthatók, amikor a szervezetnek glükoneogenezisnek nevezett folyamaton keresztül glükózra van szüksége. Ezeket az aminosavakat közvetlenül átalakíthatjuk piruváttá a glikolízisbe való belépés érdekében. Ez a folyamat a májban megy végbe, általában éhezésre vagy koplalásra reagálva. Az aminosavak többsége glükoneogén, és a következőket tartalmazza:

  • Glicin
  • Serine
  • Valine
  • Hisztidin
  • Arginin
  • Cisztein
  • Proline
  • Alanine
  • Glutamát
  • Glutamin
  • Aszpartát
  • Asparagine
  • Metionin

Zsírsavak

A zsírsavakat tri-acil-gliceridként (TAG) tárolják a zsírsejtekben (zsírszövet).

A zsírsavak fő prekurzora az acetil-CoA. Az Acetyl CoA általában egyensúlyban van az Acetoacetyl CoA-val.

A ketogén aminosavak táplálkoznak az energia-anyagcsere ezen részében.

A ketogén aminosavak olyan aminosavak, amelyeket közvetlenül acetil-CoA-vá vagy acetoacetil-CoA-vá lehet átalakítani zsírsavakká (TAG), de nem léphetnek be a krebs ciklusba, ezért kiveszik a májból, hogy keton testekké alakuljanak át. Ezek tartalmazzák:

  • Leucin
  • Lizin

Az aminosavak kis része mind glükoneogén, mind ketogén kategóriába sorolható:

  • Fenilalanin
  • Joszleucin
  • Treonin
  • Tirozin
  • Triptofán

Protein szintézis

Ha elegendő üzemanyag van a fedélzeten az energiatermeléshez, akkor az aminosavak a test más sejtjeibe kerülnek, mint az izom, ahol építőanyagként használják a sejtek helyreállításához és a sejtek növekedésének elősegítéséhez, azaz az izomépítéshez.

„GYORSAN” ÁLLAM

A koplalás, az éhezés vagy az energiahiány során az üzemanyagot más területekről kell beszerezni, amelyeket a máj a szervek többi részének működéséhez megfelelő üzemanyagforrássá kell feldolgozni.

  • Zsírok
  • Aminosavak

A zsírokat zsírsavakra bontják, majd azután a májba szállítják, ahol oxidálódnak, hogy ATP/energia biztosítsák a máj számára glükóz vagy ketonok előállításához (az idő hosszától függően).

Ketonok

A ketontestek előállítása lehetővé teszi a test számára, hogy megőrizze vagy megkímélje az izom- és aminosavakat az elsődleges üzemanyagforrástól az energiatermelés fenntarthatóságának fenntartása érdekében.

Aminosavak

Mint korábban említettük, az aminosavak a májban átalakulhatnak zsírsavak (TAG) glükózjává (glikogénné) energiává. Az aminosavak egy része a krebs ciklus közvetítőivé válhat, és a krebeken keresztül hozzájárulhat bizonyos ATP-termeléshez, de az aminosavak csak a teljes energiatermelés mintegy 10-15% -át teszik ki, így a legtöbb energia vagy energia továbbra is zsírsavakból származik. Ahol az aminosavak fontosak, az az, hogy szén-gerincet (α-keto savat) szolgáltatnak a glükóz szintéziséhez.

Nézzük tehát az aminosav alapvető szerkezetét:

cataplerosis

Minden aminosavnak van egy központi szénmolekulája, amelyhez kapcsolódik egy aminocsoport, karbonsavcsoport, hidrogén és variábilis oldallánc. Az oldallánc az, ami különbözik az aminosavaktól és egyedivé teszi őket. Az amincsoportban lévő nitrogén az aminosavak lebontásától eltér a glükóztól vagy a zsírsavaktól. A szénváz (amelyre szükségünk van a glükóz- vagy zsírsavszintézishez és ezáltal az energiához) és a nitrogén-amin csoport elkülönítéséhez az aminosavmolekulának át kell esnie egy TRANSAMINÁCIÓ nevű folyamaton. Az amincsoportot ezután áthelyezik egy másik molekulába, az úgynevezett α-ketoglutarátot (a krebs közbensője), hogy glutamáttá váljanak.

A glutamát ezután a májba kerül, ahol a májenzimek lehetővé teszik a glutamát számára, hogy ezt az amincsoportot ammóniának adományozza, ahol az bekerül a karbamid ciklusba, hogy a vesék a vizelettel ürüljenek, és így felszabadítja a szénvázat, amelyet ma α-keto-nak neveznek. sav. Ez az α-keto-sav most hozzájárulhat az energia-anyagcsere útvonalaihoz.

Tehát hogyan jellemzik a mitokondriumok mindezt?

MITOCHONDRIA

A kataplerosis és az anaplerosis a krebs ciklus 2 biokémiai útja, amelyek segítenek a szénhidrátok és zsírok energia lebontásában. A krebs-ciklus magában foglalja 4 szénmolekula állandó újrafeldolgozását ezekben az energiatermelő folyamatokban. 2 szénatom kapcsolódik a 4 szénatomhoz, így egy 6 szénatomú molekula lesz. A hozzáadott 2 szenet eltávolítják, hogy energiát szolgáltassanak, és az egész ciklus újrakezdődik.

E folyamat során az esszenciális aminosavak közvetítőként lépnek be a krebs ciklusba (amint azt a fentiekben említettük, hogy a glükóz egyensúlyban van az oxaloacetáttal), és kiköpik a nem esszenciális aminosavakat, ha el tudjátok képzelni, hogy a krebs ciklus kerekként forog az óramutató járásával megegyező irányban.

Ezek az utak fontosabbá válnak a ketogenezis során, amikor a szénhidrátbevitel és a sejtes piruvát-koncentráció alacsony, mert a PDH-n (piruvát-dehidrogenázon) keresztül nem sok szubsztrát (glükóz) jut be a krebs ciklusba a diagram tetején.

ANAPLEROSIS

Az anaplerosis az 'összeomlanak' folyamatot és aminosavakat von be a krebs ciklusba, a két fő a glutamát (alfa-ketoglutaráttá alakítva) és az aszpartát (oxalacetáttá alakítva), és égeti őket az energia elhagyása érdekében, ami CO2-t és vizet hagy maga után. Az ide bejutni képes esszenciális aminosavak, ideértve a BCAA-t (elágazási láncú aminosavakat), nem esszenciális aminosavakká és glükózzá alakulnak. Az oxaloacetát a fő komponens, amely tartja a krebs ciklust, és minden előforduló - a zsír, a szénhidrát és a fehérje lebontása - az oxaloacetát előállítása.

Amint azt korábban említettük, ez lényegében magában foglalja a 2-szénatomos csoport (Acetyl CoA) 4-szénatomhoz (oxalacetáthoz) történő kötését egy 6-szénatomot (citrátot) alkotva az eljárás során. Ezután a citrát újra felbontható a CATAPLEROSIS útvonal részeként, hogy zsírsavakat képezzen és az oxalacetát keringjen a krebs ciklusban.

A következő csak az én gondolataim:

Mi történik, ha kiegészítjük a citrátokat?

Ide tartoznak a citrát ásványi anyagok is. Feltételezem, hogy ez növelné a zsírsavak és esetleg az oxalacetát termelését, ami tartja a ciklust. Lehet, hogy ez is gátolja az acetil-CoA termelést és a piruvát felhalmozódását okozza. A piruvát ezután közvetlenül oxalacetáttá alakul, így talán növekedést tapasztalhatunk az oxalacetátban és a köztitermékekben, például a fumarátban és a szukcinátban. Azonban oxigén hiányában (élesztőfertőzések, testmozgás) a piruvát csak bekerül a laktáttermelésbe.

Mindaddig, amíg a Krebs-ciklus szabadon áramlik, ez valószínűleg nem jelent problémát, de a mitokondriális blokkok vagy gátlások lehetnek az egyik oka annak, hogy egyesek rosszul reagálnak a citrátra.

CATAPLEROSIS

A cataplerosis az 'épület' új anyagok. Ha az aminosavakat energiára bontják, a krebs-ciklusban 4- és 5-szén-dioxid-intermedierek (például oxaloacetát és alfa-ketoglutarát) képződnek. Ezeket a közvetítőket nem lehet teljesen oxidálni, ezért azokat el kell távolítani vagy ki kell köpni a Krebs-ciklusból kataplerózis révén, majd más utakra kell tolni, például a PEPCK-ra, a malonil-CoA-ra és a glükoneogenezishez, ahol a cukor, zsír előállításának építőelemeként szolgálnak. vagy sejtszaporodás.

PEPCK (P-enolpiruvát-karboxi-kináz)

A PEPCK a foszfoenol-piruvát-karboxi-kinázt kódoló gén, amely a máj glükoneogenezisének első lépése (a májban glikogénből vagy aminosavakból termelődő glükóz). A glükagon, a kortikoszteroidok, a stressz és az adrenalin serkenti a PEPCK expresszióját, míg az evés és az inzulin felszabadulás gátolja a PEPCK-t. Mint említettük, az oxaloacetát egy 4 szénatomos közbenső molekula, amely a krebs ciklusban termelődik, és metabolizálja a PEPCK-t PEP-vé. A PEP glükoneogenezison megy keresztül, hogy teljes glükózmolekulává váljon.

A zsírsejtekben expresszált PEPCK a szabad zsírsavakat trigliceridekké alakítja. Tehát a PEPCK felelős azért, hogy több glükóz és triglicerid termelődjön a szervezetben - ez nem jó kombináció.

Az inzulin szabályozza a PEPCK expresszióját. Ha a vércukorszint magas, az inzulin kiválasztódik a vércukorszint eltávolítása érdekében. Mivel nem kell több glükózt termelni, az inzulin elnyomja a PEPCK szekrécióját.

De cukorbetegeknél, akiknek nincs inzulinuk, vagy azoknál, akik inzulinrezisztensek, ez nem történik meg. A PEPCK nem szabályozott, és folyamatosan termeli a glükózt, ezért látjuk magas éhgyomri és nem éhező glükózszintet a cukorbetegeknél.

A PEPCK-t ketogén étrendben is felül fogják szabályozni. Az étrendből hiányzik a cukor és a szénhidrát, valamint az inzulinszekréció, a PEPCK aktívabban bontja fel a zsírokat trigliceridekké, hogy elégesse őket üzemanyagként.