SZÉNHIDRÁTOK, METABOLIZMUS ÉS KLINIKAI TÁPLÁLKOZÁS
7. Mekkora a szénhidrátigény?
Ajánlást:
A minimális szükséges szénhidrátmennyiség körülbelül 2 g/kg glükóz naponta (B fokozat).
Hozzászólások:
Nincs elegendő információ annak jelzésére, hogy a szénhidrátok alapvető tápanyagok az ember számára. Mint aminosavakkal, zsírsavakkal és mikroelemekkel történik (50).
Az erőteljes endogén képesség a glükóz (glükoneogenezis) szintetizálására laktátból, glicerinből és aminosavakból. Mind a májban, mind a vesében (51), esetleg más szövetekben, például izmokban és a belekben (52) valószínűleg elegendő a teljes autonómia fenntartása ezen a területen.
A glükóz azonban kényelmes és biztonságos kalóriaforrás a PN-ben történő felhasználásra.
A glükóz specifitása az egyéb hexózisok között az állati anyagcserében annak a sejtmembránokban található glükóz transzporterek (például GLUT) és foszforiláló enzimek (hexokinázok) iránti igen nagy affinitásának köszönhető.
A hexokinázok képezik az egyetlen enzimcsaládot, amely képes a glükóz metabolizmusának katalizálására, és viszont a glükóz-6-foszfatáz az egyetlen katalizátor a glükóz glükóz-6-foszfátból történő előállításához.
A glükóz-6-foszfátnak három fő lehetősége van: (i) glikolízis, amely glicerin-3-foszfáthoz, piruváthoz és más intermedierekhez vezet. (ii) glikogénszintézis. És (iii) a pentóz-foszfát út, egy kényszerű út, amely NADPH szintézishez vezet. Ami az oxidatív stressz homeosztázisának kulcsfontosságú eleme.
A zsírsavak és szénhidrátok az ATP szintézisében felhasznált energiaforrások.
A zsírsavakkal összehasonlítva a szénhidrátoknak (például glükóznak vagy piruvátnak) három egyedi tulajdonságuk van az energia-anyagcserével kapcsolatban: (i) oxigén hiányában képesek ATP-t adni, (ii) magasabb oxidatív hatékonyságot (ATP arány/oxigén) kínálnak és (iii) lehetővé teszi az anaplerotikus áramlást, amely ellátja a Krebs-ciklus közbenső termékeit és más vegyületeket (53).
Mindez demonstrálja a szénhidrátok alapvető szerepét a sejt energia működésében.
Bár a mitokondriumokhoz a piruvát ellátása elengedhetetlen, az ellátás útja nem egyedülálló, és az a tény, hogy glükózból, laktátból vagy alaninból származik, nem befolyásolja az eredményt (54, 55).
Az energia-anyagcserében betöltött fontos szerepük mellett a szénhidrátok szorosan kapcsolódnak a fehérje-anyagcseréhez.
A zsírsavak nem megfelelő prekurzorok a szénhidrátok szintéziséhez (ellentétben azzal, ami a piruváttal történik. Nincs acetil-CoA anaplerotikus áramlása), de a fehérjék szétesése során felszabaduló aminosavak összessége (izomszövetből) endogén szubsztrátok forrása, amelyek a trigliceridek hidrolízise során felszabaduló glicerinhez kötődnek.
A szénhidrátok anyagcseréje viszont biztosítja a szükséges szénkeretet a nem esszenciális aminosavak szintéziséhez.
Azok az erőteljes utak, amelyek lehetővé teszik a de novo szintézist és a szénhidrát-átalakulást, bonyolítják az exogén szénhidrátigények kérdését.
Számos jelentés szerint alacsony vagy nagyon alacsony szénhidrátellátásról van szó az emberi étrendben, nyilvánvaló mellékhatások nélkül (56).
Mindennek ellenére az alap glükózszükségletet körülbelül 2 g/kg/nap-ra számítják ki egy felnőtt ember számára.
Az ilyen értékelés alapja gyenge, kijelentve, hogy "elméletileg lehetséges a szénhidrátok kizárása az étrendből, de valószínűleg biztonságosabb 150 g/nap adagot adni" (57).
Három helyzet azonosítható a szervek és a glükóz közötti függőséggel kapcsolatban:
• Olyan szövetek, amelyekben nincs vagy nagyon kevés mitokondrium van (nagyon kevés vagy egyáltalán nincs oxidatív anyagcsere): ATP-jüket kizárólag glikolízissel (vagy glikogenolízissel) lehet ellátni.
Ezek a szövetek teljesen függenek a glükózellátástól, köztük a vörösvértestek, valószínűleg az immunrendszer számos sejtje, az anaerob összehúzódás során a szem, a velővelő és az izomzat összes átlátszó szövete.
Ez nem feltétlenül jelenti azt, hogy exogén glükózellátásra van szükségük, mert az újrafeldolgozási utak elláthatják az ilyen szöveteket endogén glükózzal, a glükoneogenezist fenntartó zsírsavak májban történő oxidációjának rovására.
• A szövetek intenzíven, de nem teljesen függenek a glükóztól: az agy.
Az agy anyagcseréje a test összes glükóz-oxidációját adja (100-120 g/nap), és a plazma glükóz gyors csökkenése kómához vezet, visszafordíthatatlan neurológiai következmények lehetőségével.
Kimutatták azonban, hogy a ketonok és a laktát (58) biztonságosan működtetik az agyat, ha alacsony a vércukorszint.
Az agynak a glükóz oxidációtól való függése tehát az anyagcsere-környezet függvényében relatívnak tűnik.
A glükóz itt is lehet exogén vagy endogén eredetű. Azonban ellentétben azzal a helyzettel, amikor a glükóz csak laktáttá alakul (glikolízis). Az agyban lévő glükóz teljesen oxidálódik, majd ezt aminosavakból vagy glicerinből származó új molekulákkal kell helyettesíteni.
• A glükóztól közvetlenül nem függő szövetek: az összes többi szövet.
A szövetek ATP-ellátása teljes egészében a zsírok oxidációjával valósítható meg. Mivel az energia-anyagcserétől eltérő célokra (anaplerosis, nukleinsavak, hírvivő molekulák stb.) Továbbra is szükség van a szénhidrátokra. Valójában egyes esetekben rendkívüli glükózhiány, például masszív inzulinmérgezés esetén. Az agyra gyakorolt drámai hatás ellentétben áll az egyéb fontos élettani funkciókra gyakorolt fő következmények kevésségével.