Postavení orgánů v energetickém metabolismu

Játra

Jaterní buňky (hepatocyty) mají zásadní roli při udržení homeostázy, při syntéze molekul, při vzájemné přeměně živin i při regulaci skladování a uvolňování energie. Účastní se metabolismu všech živin.

Metabolismus sacharidů

V metabolismu sacharidů je důležitá jejich funkce krátkodobé, v rozsahu hodin, i dlouhodobé, v rozsahu dnů až týdnů, regulace glykémie – glukostatická funkce jater. Při vysoké hladině glukózy ve vena portae po jídle se v játrech nastartuje syntéza glykogenu, která spotřebovává glukózu vychytanou z krve. Naopak při lačnění a poklesu glykémie se glukóza doplňuje do oběhu prostřednictvím glykogenolýzy – rozkladu zásobního glykogenu, případně, když jsou zásoby glykogenu vyčerpány, glukoneogeneze.

V játrech probíhá také degradace fruktózy a galaktózy.

Metabolismus lipidů

Acetyl-CoA

Některé dráhy metabolismu lipidů jsou pro játra unikátní – syntéza ketolátek. Většina drah probíhá i jinde, ale v játrech jsou kvantitativně nejvýznamnější. Dochází zde k oxidaci mastných kyselin. Při hladovění probíhá tato dráha v rozsahu větším, než játra potřebují k produkci energie pro vlastní spotřebu. Ze vzniklého acetyl-CoA se následně tvoří ketolátky, které játra sama zpracovat neumí, a tak je uvolňují do oběhu, kde slouží jako alternativní zdroj energie. V játrech probíhá také syntéza cholesterolu.

Klíčové je i postavení jater v metabolismu lipoproteinů:

• Syntetizují VLDL, část HDL;
• konvertují IDL na LDL;
• degradují chylomikronové zbytky, HDL a část LDL.

Metabolismus proteinů a aminokyselin

V metabolismu proteinů a aminokyselin jsou opět některé reakce pro játra specifické – syntéza močoviny. Jiné reakce, například deaminace a transaminace aminokyselin či syntéza neesenciálních aminokyselin, probíhají i v jiných orgánech. Játra také syntetizují (kromě imunoglobulinů) všechny plazmatické proteiny, např. albumin nebo koagulační faktory.

 Podrobnější informace naleznete na stránce Metabolismus aminokyselin.

Ledviny

Amoniak

Koncentrování moče a transport látek v ledvinách vyžaduje velké množství energie, proto je spotřeba ATP, zejména v kůře, vysoká.

ATP se získává oxidativním metabolismem glukózy, laktátu, mastných kyselin a aminokyselin.

Z metabolických drah tu probíhá také glukoneogeneze, zejména při hladovění. Jejím hlavním substrátem jsou uhlíkaté kostry aminokyselin – hlavně glutaminu. Amoniak získaný při reakcích se vylučuje přímo do moče, kde slouží jako pufr.

Kosterní svaly

Kosterní svaly spotřebují při své činnosti velké množství energie. Regenerace ATP probíhá cestou aerobní i anaerobní glykolýzy, degradace mastných kyselin a také z kreatinfosfátu.

Zásadní je role kosterního svalu v metabolismu aminokyselin, převážně větvených (valin, leucin a izoleucin). Jejich uhlíkaté kostry slouží k tvorbě energie a jejich aminoskupiny se využívají pro syntézu alaninu, glutaminu a glutamátu, jež uvolňuje kosterní sval ve velkém množství do oběhu. Z alaninu pak játra mohou regenerovat glukózu – tzv. alaninový cyklus.

 Podrobnější informace naleznete na stránce Glukóza-alaninový cyklus.

Glukózo-alaninový cyklus

Tuková tkáň

Tuková tkáň je postprandiálně – tedy po jídle, kdy převažuje vliv inzulinu, využívána jako sklad triacylglycerolů. Ukládá jak lipidy přijaté v potravě, tak vytvořené játry. Při lačnění, kdy převažuje účinek glukagonu, dochází naopak k lipolýze – uvolnění volných mastných kyselin a glycerolu.

Mozek

Glukóza je hlavní energetický substrát mozku, denní spotřeba činí 120 g. Při adaptovaném hladovění, které vzniká přibližně po 3 týdnech bez adekvátního přísunu energie, dokáže mozek krýt až 50 % energetické spotřeby oxidací ketolátek.

Vzájemná interakce orgánů během fyzické aktivity