Hvernig brennir maður prótíni, kolvetni og fitu?

Brennsla þessara orkuefna líkamans er nátengd og fer að miklu leyti fram eftir sömu efnaferlum. Að lokinni meltingu eru prótínin orðin að stökum amínósýrum, kolvetnin, eða sykrurnar, að einsykrum og fitan að fitusýrum og glýseróli. Þessi einföldu lífrænu efni berast til frumna líkamans og þar eru þau notuð til ýmissa þarfa.

Ef meira en nóg er af amínósýrum til að fullnægja öllum þörfum líkamans fyrir prótín er ofgnóttinni breytt í þríglýseríð (forðafitu) eða glýkógen (forðasykur). Hvert gramm af prótíni gefur um 4 kílókaloríur af orku. Séu aðrir orkugjafar uppurnir eða ónógir en prótíninntaka mikil getur lifrin breytt prótínum í þríglýseríð eða glúkósa (einsykru) eða brennt þeim (oxað) í koltvíoxíð og vatn.

Lifrin þarf að vinna amínósýrur lítillega áður en frumurnar geta notað þær sem orkugjafa. Lifrin fjarlægir þá amínóhópinn af þeim við efnaferli sem kallast amínósvipting. Ketósýrurnar sem verða til við hana er hægt að breyta í svonefnda asetýl-kóA sem er síðan nýtt í efnaferli sem kallast sítrónuhringur og losar úr þeim orku. Amínósýrum er hægt að breyta á ýmsa vegu og koma inn í sítrónuhringinn á mismunandi stöðum.

Í grófum dráttum má segja að sítrónuhringurinn sé efnaferlið sem prótín, fita og sykrur enda í ef nóg er af súrefni í líkamanum. Hann fer fram í hvatberum frumna. Í honum er þessum lífrænu sameindum öllum sundrað skref fyrir skref í koltvíoxíð og vatn og orkan sem bundin er í efnatengjum þeirra losuð og nýtt til að mynda efnasambandið ATP. ATP er kallað orkumiðill frumna. Þegar fruma þarf á orku að halda til einhverrar starfsemi, til dæmis nýmyndun efna, sundrar hún ATP og losar þannig orkuna sem bundin er í því.

Sykrum er öllum breytt í glúkósa eftir meltingu. Mest af honum er síðan brennt en svolítið er þó notað í nýmyndun annarra efna, einkum glýkógens sem er fjölsykra gerð úr mörgum glúkósaeiningum. Glýkógen er forðasykur líkamans og ef glúkósi klárast grípur líkaminn til þess ráðs að sundra glýkógeni í stakar glúkósasameindir sem nota má sem orkugjafa. Ef ofgnótt er af glúkósa og líkaminn er búinn að búa til allt það glýkógen sem hann getur, breytir hann umframglúkósanum i fitu, nánar til tekið þríglýseríð.

Sykrur eru uppáhaldsorkugjafi líkamans því að auðvelt er að brenna þeim miðað við aðra orkugjafa. Þegar við brennum sykrum, nánar til tekið glúkósa, gerast fyrstu skrefin í umfrymi frumna. Ferlið heitir sykurrof eða glýkólýsa. Þá er glúkósa sundrað og svolítið losað af orku. Lokaafurðir eru ATP og pýrúvat sem berst inn í hvatbera þar sem því er breytt í asetýl-kóA sem fer svo í sítrónuhringinn sem áður var greint frá. Hvert gramm af sykrum gefur um 4 hitaeiningar af orku.

Fita er í öðru sæti yfir orkugjafa líkamans, þrátt fyrir að um 98% af orkuforða líkamans sé á formi fitu. Við bruna á einu grammi af fitu losna um 9 kílókaloríur af orku. Fita sem búið er að melta er orðin að glýseróli og fitusýrum. Þetta tvennt er notað til nýmyndunar ýmissa efna, til dæmis frumuhimna, sterahormóna, kólesteróls og forðafitu. Þegar brenna á fitu er glýseróli breytt í eitt af efnunum í sykurrofsferlinu og eru því örlög þess svipuð og hjá glúkósa. Lifrin þarf að vinna fitusýrur eitthvað áður en brennsla þeirra fer fram. Það gerist í ferli sem nefnist betaoxun fitusýra en lokaafurð þess er asetýl-kóA sem fer í fyrrnefndan sítrónuhring.

Þuríður Þorbjarnardóttir,

líffræðingur

 

 

Þessi grein birtist áður á vísindavef HÍ

Heimild:

  • Tortora, Gerard J. (1997): Introduction to the Human Body – The Essentials of Anatomy and Physiology. Menlo Park, California: Benjamin Cummings.