55
METABOLIZMUS

Metabolizmus ZL 1516 web - FMED UK - Zóna · aerobik 3 400 kJ prechádzka 900 kJ. ... . 3. Teplota prostredia

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Metabolizmus ZL 1516 web - FMED UK - Zóna · aerobik 3 400 kJ prechádzka 900 kJ. ... . 3. Teplota prostredia

METABOLIZMUS

Page 2: Metabolizmus ZL 1516 web - FMED UK - Zóna · aerobik 3 400 kJ prechádzka 900 kJ. ... . 3. Teplota prostredia

palivo – funkcia – produkty spaľovania

• potrava – „palivo pre organizmus“

• GIT – rozklad látok z potravy na jednoduché vstrebateľné molekuly

• vstup do metabolických procesov v bunkách • utilizácia látok získaných z potravy v metabolizme

Page 3: Metabolizmus ZL 1516 web - FMED UK - Zóna · aerobik 3 400 kJ prechádzka 900 kJ. ... . 3. Teplota prostredia

METABOLIZMUS

- chemické a energetické deje

prebiehajúce v bunkách

organizmu

Dva aspekty metabolizmu :

1. chemická premena látok (na

stavbu, regeneráciu, funkciu tela)

2. premena chemickej energie v

substrátoch (chemické väzby živín)

na energiu využite ľnú v

bunkách (ATP a iné makroergické

väzby) a jej využívanie pre životné

funkcie

Page 4: Metabolizmus ZL 1516 web - FMED UK - Zóna · aerobik 3 400 kJ prechádzka 900 kJ. ... . 3. Teplota prostredia

Koho zaujíma metabolizmus?

Page 5: Metabolizmus ZL 1516 web - FMED UK - Zóna · aerobik 3 400 kJ prechádzka 900 kJ. ... . 3. Teplota prostredia

katabolizmus

– rozklad látok (napr. zásobný tuk, glykogén)

– uvoľňovanie energie (E)

• chemická E – využitá pre funkciu organizmu (max 27%)

• tepelná E – udržiavanie stálej teploty tela

– nevyhnutná pre udržanie homeostázy

a normálny chod metabolických funkcii

anabolizmus

– využitie substrátov na syntézu látok potrebných pre stavbu

alebo funkciu tela (napr. bielkoviny tela, enzýmu, zásobný glykogén)

– spotreba energie

- oba procesy prebiehajú kontinuálne v meniacom sa pomere

- metabolické cesty – sekvencia enzymatických chemických reakcii v

predeterminovanom slede (glykolýza, Krebsov cyklus, Coriho cyklus atď.)

Page 6: Metabolizmus ZL 1516 web - FMED UK - Zóna · aerobik 3 400 kJ prechádzka 900 kJ. ... . 3. Teplota prostredia

- životné procesy prebiehajúce v organizme – spotreba energiesyntéza – tvorba tkanív svalová aktivitamembránový transport termoregulácia a pod.

udržiavanie membránového potenciálu

Metabolická úrove ň

-množstvo energie spotrebovanej (uvoľnenej) v organizme

Jednotka- Joule (J)- kalória (cal) - staršia, ale v praxistále používaná jednotka

1 cal = 4,18 J1 Cal = 1000 cal

• výdaj energie sa zvyčajne uvádza v kJ / 24 hod (1 hod, 1 min)

Energetický metabolizmus

http://www.ruvztn.sk/inpor.files/image/Tabulka.JPG

Page 7: Metabolizmus ZL 1516 web - FMED UK - Zóna · aerobik 3 400 kJ prechádzka 900 kJ. ... . 3. Teplota prostredia

- vysoká aktivita: kostrový sval, vnútorné orgány (pečeň, srdce, obličky, mozog)

http://www.nature.com/ijo/journal/v34/n2s/fig_tab/ijo2010234f6.html

Hmotnos ť tkaniva (% telesnej hmotnosti)

Metabolická úrove ň tkaniva (% BM)

Rôzne (koža, kosti, črevo...)

Tukové tkanivo

Kostrový sval

Orgány(mozog, pe čeňsdce, obli čky)

Jednotlivé orgány a tkanivá sa líšia metabolickou a ktivitou

Page 8: Metabolizmus ZL 1516 web - FMED UK - Zóna · aerobik 3 400 kJ prechádzka 900 kJ. ... . 3. Teplota prostredia

Metabolická úrove ň v priebehu d ňa kolíše

0 4 8 12 16 20 24 (h)

Spánok - najnižšia úroveň metabolizmu - cca o 10-15 % než minimum v bdelosti

Bdelý stav / aktivita – nárast úrovne metabolizmu

kJ

Page 9: Metabolizmus ZL 1516 web - FMED UK - Zóna · aerobik 3 400 kJ prechádzka 900 kJ. ... . 3. Teplota prostredia

Bazálny metabolizmus (BM)

- najmenšie množstvo energie nevyhnutnej na udržanie životných funkcii

funkcie organizmu v bdelom stave za bazálnych podmienok :

1. bdelý stav

2. fyzický a emo čný pokoj (poloha v ľahu)

3. normotermia tela (36-37 °C)

4. indiferentná teplota prostredia - teplotná neutrálna zóna

- teplota vzduchu, pri akej je minimálny výdaj energie na termoreguláciu

odetý človek: 20-23 °C, neodetý: 25-30 °C

5. nalačno - postabsorb čný stav

- cca 12 – 18 hodín po požití pokrmu

(tuky, sacharidy: cca 12 hod, bielkoviny cca 18 hod)

Bazálny metabolizmus

Page 10: Metabolizmus ZL 1516 web - FMED UK - Zóna · aerobik 3 400 kJ prechádzka 900 kJ. ... . 3. Teplota prostredia

Faktory ovplyv ňujúce metabolickú úrove ň (BM)

1. Vek2. Povrch a zloženie tela3. Pohlavie4. Hormonálny status

Vek

- BM vekom klesá

- dieťa: rast – vysoká hodnota BM

(na 1 kg telesnej hmotnosti)

- starnutie – zmeny v zložení tela (pribúda

tuk, ubúda aktívna beztuková hmota)

Page 11: Metabolizmus ZL 1516 web - FMED UK - Zóna · aerobik 3 400 kJ prechádzka 900 kJ. ... . 3. Teplota prostredia

Zloženie tela tuk – nízka metabolická úroveň (nižší BM)

beztuková hmota – vyššia metabolická úroveň

(vyšší BM)

Veľkos ť organizmu - povrch tela

- priama úmernos ť povrchu tela s úrov ňou metabolizmu

(lepšie korešponduje s BM než výška alebo hmotnosť)

- súvis s termoreguláciou / stratami tepla

väčší povrch tela – väčšie straty tepla – zvýšený metabolizmus na náhradu strát (teplo = produkt metabolizmu)

Page 12: Metabolizmus ZL 1516 web - FMED UK - Zóna · aerobik 3 400 kJ prechádzka 900 kJ. ... . 3. Teplota prostredia

Pohlavie-muži - vyšší BM (o 5 – 7%)

� vyšší podiel svalstva/nižší obsah tukového tkaniva než ženy

- tuk - metabolicky menej aktívny než svaly

� vyššia hladina testosterónu

- anabolický efekt

� vyššia hmotnosť / väčší povrch tela

Page 13: Metabolizmus ZL 1516 web - FMED UK - Zóna · aerobik 3 400 kJ prechádzka 900 kJ. ... . 3. Teplota prostredia

Hormonálny stav- hormóny štítnej žľazy T3, T4

- katecholamíny (stres)

- rastový hormón

- testosterón

-zvýšená sekrécia zvyšuje metabolizmus a naopak

Napr.

• Stres – adrenalín – zvyšuje metabolizmus

• Adaptácia na chlad – zvýšená tvorba tyroxínu – zvýšenie BM

• Adaptácia na teplo – znížená tvorba tyroxínu – zníženie BM

• Testosterón – zvyšuje BM

Page 14: Metabolizmus ZL 1516 web - FMED UK - Zóna · aerobik 3 400 kJ prechádzka 900 kJ. ... . 3. Teplota prostredia

Zložky denného výdaja energie*

Bazálny metabolizmus(60%)

Pohyb – fyzická aktivita (25 – 30%)

Termogenéza (10-15%)- špecifický – dynamický ú činok potravy- adaptačná (termoregulácia)

* pri bežnom spôsobe života, u fyzicky aktívnych s pomer mení – vyšší podiel výdaja na pohyb

Page 15: Metabolizmus ZL 1516 web - FMED UK - Zóna · aerobik 3 400 kJ prechádzka 900 kJ. ... . 3. Teplota prostredia

1. Pohyb – fyzická aktivita- v najväčšej miere zvyšuje celkový energetický výdaj- miera zvýšenia - závisí od intenzity pohybu, resp. dĺžky trvania- výdaj energie pri rôznych činnostiach možno vyjadriť ako násobok hodnoty bazálneho metabolizmu

Metabolickú úrove ň zvyšuje nad bazálnu hodnotu:

• Intenzívna telesná aktivita – výrazne zvyšuje výdaj energie• Hlavný faktor prispievajúci k regulácii rovnováhy medzi príjmom a výdajom energie

Činnosť Zvýšenie BM

Ľahké činnosti v sede (jedenie, počítačové hry, štúdium) 1.4

Ľahké činnosti v stoji (umývanie riadov, varenie) 1.7

Chôdza – pomalá (prechádzka) 2.8

Chôdza – bežné tempo 3.2

Chôdza – rýchla 3.4

Šport – ľahká fyzická aktivita (bowling, table tennis. etc.) 3.3

Šport – stredne namáhavý (plávanie, tenis, korčuľovanie, bicyklovanie) 5.5

Šport – namáhavý (futbal, atletika, džoging, hokej) 6.6

Page 16: Metabolizmus ZL 1516 web - FMED UK - Zóna · aerobik 3 400 kJ prechádzka 900 kJ. ... . 3. Teplota prostredia

Obezita

= ukladanie prebytočne prijatej energie v

podobe tukových zásob

– závažný zdravotný problém

Úbytok hmotnosti

= úbytok energetických zásob, najmä tuku

fyzická aktivita – hlavný faktor zvyšujúci energetický metabolizmus a výdaj energie

v súčasnej dobe – prevaha sedavého spôsobu života – nedostatočný výdaj E

1 kg tuku = 9100 kcal (37 600 kJ)

1 hod plávanie 1 000 kJ beh 2800 kJaerobik 3 400 kJ prechádzka 900 kJ

Page 17: Metabolizmus ZL 1516 web - FMED UK - Zóna · aerobik 3 400 kJ prechádzka 900 kJ. ... . 3. Teplota prostredia

2. Špecificko-dynamický efekt potravy (stravou indukovaná termogenéza)

- pojem pre označenie zvýšeného energetického výdaja v postprandiálnom

období (po jedle)

- energia je vynaložená na procesy

- trávenie

- vstrebávanie

- transport živín

- využitie substrátov v bunkách

Živina Vzostup BM Trvanie ú činku

Sacharidy + 5 –10 % 3-12 hod

Tuky + 5 –10 % 3-12 hod

Bielkoviny* +30 % 12-24 hod

Bežná zmiešaná strava 6-10 % 6-12 hod

*stimulačný účinok niektorých aminokyselín, syntéza bielkovín – energeticky vysoko náročný proces

http://image3.examiner.com/images/blog/EXID21779/images/resized_phranz_thermogenic_final_lg.jpg

Page 18: Metabolizmus ZL 1516 web - FMED UK - Zóna · aerobik 3 400 kJ prechádzka 900 kJ. ... . 3. Teplota prostredia

3. Teplota prostredia

- pri vyššej aj nižšej teplote ako neutrálna (termoindiferentná zóna 20-23°C)

sa aktivuje termoregulácia, pri ktorej sa zvyšuje energetický výdaj:

- vyššia teplota - výdaj prebytočného tepla (potenie)

- nižšia teplota - zvýšená tvorba tepla (svalová aktivita)

4. Telesná teplota (TT)

- každé zvýšenie TT o 1°C – nárast metabolizmu o 10-13 %

- zníženie TT / hypotermia – zníženie metabolizmu

5. Iné faktory

- lieky, gravidita, kofeín, a pod.

- zvyšujú metabolickú úroveň vo veľmi malej miere

Page 19: Metabolizmus ZL 1516 web - FMED UK - Zóna · aerobik 3 400 kJ prechádzka 900 kJ. ... . 3. Teplota prostredia

úrove ň metabolizmu

teplota

znížená

zvýšená

telesná teplota

teplota prostredia

neutrálna teplota

znížená zvýšená

Page 20: Metabolizmus ZL 1516 web - FMED UK - Zóna · aerobik 3 400 kJ prechádzka 900 kJ. ... . 3. Teplota prostredia

Zdroje energie – spalné teplo- zdroj energie – živiny: bielkoviny, tuky, sacharidy- v organizme sa oxidujú

- fyziologické – množstvo energie uvoľnené oxidáciou 1 g živiny v organizme (energetická hodnota živín)

- fyzikálne – množstvo energie uvoľnené spálením (oxidáciou) 1 g živín v kalorimetri

spalné teplo fyzikálne fyziologickésacharidy 17 kJ 17 kJtuky 38 kJ 38 kJbielkoviny 23 kJ 17 kJ *(alkohol 29 kJ 29 kJ)

* tuky a sacharidy sa v tele oxidujú úplnefyzikálne spalné teplo = fyziologické spalné teplo

* bielkoviny sa neoxidujú úplne – produktom sú aj dusíkaté látky (urea, kreatinín, kreatín, atď.), v ktorých sa viaže určité množstvo energiefyzikálne spalné teplo > fyziologické spalné teplo

B, T, S

Page 21: Metabolizmus ZL 1516 web - FMED UK - Zóna · aerobik 3 400 kJ prechádzka 900 kJ. ... . 3. Teplota prostredia

vyvážená – príjem E (z B+ T+ S) = výdaj E- pre organizmus optimálny stav- indikátor: stála telesná hmotnosť

Energetická bilancia

pozitívna – príjem E > výdaj E - ukladanie nadbytočnej energie do zásob - zvyšovanie telesnej hmotnosti

- pri podvýžive – žiaduci jav- vznik obezity – nežiaduci jav

negatívna – príjem E < výdaj E- kompenzácia energetického deficitu využívaním zásobných foriem

energie (glykogén, tukové tkanivo, bielkoviny)- chudnutie (pozitívny aj negatívny aspekt)

Page 22: Metabolizmus ZL 1516 web - FMED UK - Zóna · aerobik 3 400 kJ prechádzka 900 kJ. ... . 3. Teplota prostredia

1. výpo čtom pod ľa vzorca – existujú viaceré vzorce (zväčša potrebné údaje o veku, výške, hmotnosti)

2. výpo čet pomocou tabuliek (Harrisove – Benedictove tabuľky)

- podľa výšky, hmotnosti, veku, pohlavia

- odčítavajú sa 2 hodnoty (vo 2 tabuľkách)

BM = Hodnota BM podľa hmotnosti + Hodnota BM podľa veku a výšky

3. priama kalorimetria - meranie v špeciálne izolovaných

meracích komorách

- meria sa množstvo tepla vydané

z tela do prostredia a prepočíta

sa na celkovú spotrebu energie

Meranie energetického výdaja

Page 23: Metabolizmus ZL 1516 web - FMED UK - Zóna · aerobik 3 400 kJ prechádzka 900 kJ. ... . 3. Teplota prostredia

4. Nepriama kalorimetria

- výpočet energetického výdaja sa určuje na základe množstva

v tele spotrebovaného O 2 a vytvoreného CO 2 ,

ktorých množstvo sa určí meraním

Princíp:

- metabolizmus človeka je aeróbny: energia sa získava oxidáciou substrátov

- medzi spotrebou kyslíka a úrovňou metabolizmu je priamy vzťah

(O2 sa v tele neukladá do zásob)

A/ Zatvorená metóda - na stanovenie energetického výdaja sa meria sa spotreba O2

B/ Otvorená metóda - na stanovenie energetického výdaja sa meria sa spotreba O2

aj tvorba a CO2 (presnejšia metóda)

Page 24: Metabolizmus ZL 1516 web - FMED UK - Zóna · aerobik 3 400 kJ prechádzka 900 kJ. ... . 3. Teplota prostredia

Pre výpo čet metabolizmu potrebujeme zisti ť:

Respira čný kvocient (RQ) =

sacharidy RQ = 1 C6H12O6 + 6 O2 � 6 CO2 + 6 H2O

tuky RQ = 0,7 C12H31COOH + 23 O2 � 16 CO2 + 16 H2Obielkoviny RQ = 0,8

- t.j. RQ závisí od substrátu, aký sa v tele oxiduje

- priemerná hodnota pri zmiešanej strave RQ = 0,82

Energetický ekvivalent (EE)

– množstvo energie uvo ľnené v organizme pri spotrebe 1 l kyslíka

– závisí od druhu oxidovaného substrátu (t.j. aj od RQ)

– určuje sa z tabuliek podľa energetického ekvivalentu

Energetický metabolizmus = spotreba O 2 x energetický ekvivalent

vytvorený CO2–––––––––––––spotrebovaný O2

Page 25: Metabolizmus ZL 1516 web - FMED UK - Zóna · aerobik 3 400 kJ prechádzka 900 kJ. ... . 3. Teplota prostredia

Energetický metabolizmus pri fyzickej aktivite

organizmus v pokoji

fyzická aktivita

0

čas

kJ

Fyzická aktivita• okamžitý vzostup spotreby energie (metabolickej úrovne)• zvýšená potreba

a/ energetických substrátov

b/ kyslíka

Page 26: Metabolizmus ZL 1516 web - FMED UK - Zóna · aerobik 3 400 kJ prechádzka 900 kJ. ... . 3. Teplota prostredia

Zdroje energie pre pracujúci sval

Využívanie bielkovín, tukov a sacharidov na tvorbu A TP- Anaeróbny metabolizmus- Aeróbny metabolizmus

Fosfagénový systémATP

- prvý zdroj energie po začatí telesnej práce- rezervy ATP v svaloch – postačujú na 1-3 s

Kreatínfosfát (CP)- nevyužíva sa priamo- slúži na rýchlu regeneráciu ATP

Zásoby CP a ATP – posta čujú na 8 – 10 s

Významný zdroj energie pri krátkotrvajúcich intenzívnych aktivitách

ATP ADP+ P + E

kreatín kreatínfosfát

ADP+ADP AMP+ ATP

Page 27: Metabolizmus ZL 1516 web - FMED UK - Zóna · aerobik 3 400 kJ prechádzka 900 kJ. ... . 3. Teplota prostredia

- fyzická aktivita - zvýšené požiadavky na O 2 pre pracujúce svaly- aktivujú sa systémy zabezpe čujúce prísun O 2 do pracujúceho svalu

zvýšená ventilácia (dychový objem aj frekvencia)

zvýšený minútový výdaj srdca (frekvencia aj vývrhový objem)redistribúcia krvi – svalkrv – zvýšenie artério-venóznej diferencie - zvýšený uptake kyslíka tkanivami

- pokles saturácie Hb (venózna krv)

- Aktivácia je postupná!

Reakcia organizmu na zvýšenú fyzickú zá ťaž

A96%

V75 %

A96%

V50 %

Page 28: Metabolizmus ZL 1516 web - FMED UK - Zóna · aerobik 3 400 kJ prechádzka 900 kJ. ... . 3. Teplota prostredia

V úvodnej fáze fyzickej aktivity

- potreba O2 > dodávka O2

- využíva sa kyslíková

rezerva :

-O2 viazaný na hemoglobín a myoglobín

-O2 fyzikálne viazaný v krvi, telových tekutinách

- väčšia extrakcia O2 z alveolárenho vzduchu

- kyslíková rezerva nie je dostatočná - vzniká kyslíkový deficit (dlh)

Dodávka O 2

Page 29: Metabolizmus ZL 1516 web - FMED UK - Zóna · aerobik 3 400 kJ prechádzka 900 kJ. ... . 3. Teplota prostredia

Anaeróbny metabolizmus– energia sa získava anaeróbnou glykolýzou

• glukóza � pyruvát � laktát• 1 molekula glukózy – 2 ATP• 1 molekula glykogénu - 3 ATP

• nižšia efektívnosť 1 mol glukózy

– aeróbne: 38 mol ATP– anaeróbne 2 (3) mol ATP

Kyslíkový deficit= rozdiel medzi potrebou O 2 a dodávkou O 2

Page 30: Metabolizmus ZL 1516 web - FMED UK - Zóna · aerobik 3 400 kJ prechádzka 900 kJ. ... . 3. Teplota prostredia

Rovnovážny stav

-prísun O2 do svalu

zodpovedá metabolickým

požiadavkám

Aeróbny metabolizmus

- využitie glukózy,

karboxylových kyselín

(a aminokyselín)

Page 31: Metabolizmus ZL 1516 web - FMED UK - Zóna · aerobik 3 400 kJ prechádzka 900 kJ. ... . 3. Teplota prostredia

Využívanie substrátov pri fyzickej aktivite

Page 32: Metabolizmus ZL 1516 web - FMED UK - Zóna · aerobik 3 400 kJ prechádzka 900 kJ. ... . 3. Teplota prostredia

Fáza zotavovania

-nasleduje po ukončení

fyzickej aktivity

- „spláca sa“ kyslíkový dlh =

po ukončení telesnej práce

zostáva načas zvýšená

spotreba O2 a zvýšená

metabolická úroveň, ktorá

postupne klesá na pokojové

hodnoty

Využitie O 2 (splácanie kyslíkového dlhu)

- odbúranie laktátu (premena na glukózu)

- resyntéza ATP z ADP a AMP

- resyntéza kreatínfosfátu

- nasýtenie hemoglobínu a myoglobínu kyslíkom

- vzostup O2 v alveolách na normálne hodnoty

Page 33: Metabolizmus ZL 1516 web - FMED UK - Zóna · aerobik 3 400 kJ prechádzka 900 kJ. ... . 3. Teplota prostredia

- koniec zotavovacej fázy nastáva, keď sa vráti do pokojových hodnôt

- srdcová frekvencia- dychová frekvencia- krvný tlak, atď.

Veľkos ť kyslíkového dlhu

= spotreba O2 v zotavovacej fáze nad pokojové hodnoty

Ťažká fyzická aktivita

- nenastáva rovnovážny stav

- počas celého výkonu

spotreba O2 > dodávka O2

- potreba prevyšuje maximálnu

spotrebu O2 (maximálne množstvo O2,

ktoré môže organizmus prijať za 1 min)

Page 34: Metabolizmus ZL 1516 web - FMED UK - Zóna · aerobik 3 400 kJ prechádzka 900 kJ. ... . 3. Teplota prostredia

Maximálna spotreba kyslíka

• VO2max - maximálne množstvo kyslíka, ktoré je organizmus schopný prijať pri intenzívnom fyzickom zaťažení za časovú jednotku

- má svoj strop (muž cca 35-40 ml.kg-1.min-1)

• Maximálny príjem kyslíka – aeróbna kapacita – odráža fyzickú zdatnosť jednotlivca

• Vyjadrenie v absolútnych hodnotách - v litroch za minútu (l/min) a relatívnych hodnotách v mililitroch na kg hmotnosti za minútu (ml/kg/min)

- pri fyzickej aktivite

presahujúcej VO2max prebieha

časť metabolických pochodov

anaeróbne

Page 35: Metabolizmus ZL 1516 web - FMED UK - Zóna · aerobik 3 400 kJ prechádzka 900 kJ. ... . 3. Teplota prostredia

Pozitívna dynamická práca- izotonické alebo izometrické kontrakcie svalov - proti odporu- vykonaná fyzická práca

Negatívna dynamická práca- napr. schádzanie zo schodov alebo premiesťovanie závažia z vyššej polohy na zem

- sval zabraňuje pádu.

Dynamická fyzická aktivita (práca)

- striedanie kontrakcie a relaxácie svalov, kĺby a svaly

v pohybe (plávanie, chôdza, upratovanie a pod.)

-zlepšuje sa funkcia obehového systému, sily,

vytrvalosti

- vykonáva sa fyzická práca

Page 36: Metabolizmus ZL 1516 web - FMED UK - Zóna · aerobik 3 400 kJ prechádzka 900 kJ. ... . 3. Teplota prostredia

Statická práca

- trvalá kontrakcia vysokej intenzity, bez pohybov svalov- zlepšuje svalovú silu

- izometrické sťahy svalov

- sila nepôsobí po dráhe (napr. držanie závažia v ruke).

všetka energia potrebná na výkon sa premieňa na teplo

-účinnosť = 0

- zvýšením vnútrosvalového tlaku sa stláčaj ú krvné kapiláry -

zhoršuje sa zásobovanie svalu krvou.

- prevaha anaeróbneho získavania energie - únava

Page 37: Metabolizmus ZL 1516 web - FMED UK - Zóna · aerobik 3 400 kJ prechádzka 900 kJ. ... . 3. Teplota prostredia

Účinnos ť fyzickej prácepočas telesnej aktivity sa na uskutočnenie vonkajšej práce (pohyb) využíva iba časť

spotrebovanej energie, zvyšok sa uvoľňuje vo forme tepla

množstvo vykonanej fyzikálnej práce= ________________________________________________________

celkové množstvo energie uvoľnenej v energetickom metabolizme presahujúce rámec pokojového energetického výdaja

Dynamická práca- účinnosť priemerne 25% = 0,25-t.j. 25 % spotrebovanej energie vynaloží na vykonanie fyzikálnej práce a 75 % sa premení na teplo

Statická práca-účinnosť 0%-celá spotrebovaná energia sa premení na teplo

Netto ú činnos ť telesnej práce

Page 38: Metabolizmus ZL 1516 web - FMED UK - Zóna · aerobik 3 400 kJ prechádzka 900 kJ. ... . 3. Teplota prostredia

Telesná zdatnos ť predlžuje život!!!

- početné štúdie potvrdili, že pravidelný pohyb a udržiavanie si

telesnej zdatnosti body fitness predlžuje život

- štúdia preukázala, že úmrtnosť medzi 50. and 70. rokom je 3x

nižšia v skupine fyzicky najzdatnejších osôb v porovnaní s fyzicky

najmenej zdatnými

Page 39: Metabolizmus ZL 1516 web - FMED UK - Zóna · aerobik 3 400 kJ prechádzka 900 kJ. ... . 3. Teplota prostredia

• živiny (z potravy alebo zo zásobných foriem)

Sacharidy

Tuky

Bielkoviny

(Alkohol)

- chemická energia ich uhlíkových väzieb – musí sa premeniť na formu, ktorú dokážu bunky priamo utilizovať – makroergické väzby

-adenozíntrifosfát(ATP) - kreatínfosfát (KP)-cytidíntrifosfát (CTP) - guanozín trifosfát (GTP), atď.

Adnozíntrifosfát (ATP)- „univerzálna forma energie“- priamy zdroj energie pre väčšinu bunkových funkcií- prítomný vo všetkých bunkách- koncové 2 fosfátové väzby - makroergické

ATP + H2O → ADP + Pi + energiaADP + H2O → AMP + Pi + energia

Zdroje energie pre organizmus

Nevyužívajú sa priamo !

Page 40: Metabolizmus ZL 1516 web - FMED UK - Zóna · aerobik 3 400 kJ prechádzka 900 kJ. ... . 3. Teplota prostredia

Krebsov cyklus(cyklus kyseliny citrónovej, cyklus trikarboxylových kyselín)

• cyklická metabolická dráha• kľúčová pre energetický

metabolizmus a tvorbu ATP

• sled chemických reakcii, pri ktorých sa oxiduje acetyl Co A vytvorený z

– tukov– sacharidov– bielkovín

(aj ďalšie metabolity)

• prebieha v mitochondriách výlučne za aeróbnych podmienok

• produkt: redukované koenzýmydehydrogenáz – vstupujú do dýchacieho reťazca – tvorba ATP(oxidatívna fosforylácia)

Page 41: Metabolizmus ZL 1516 web - FMED UK - Zóna · aerobik 3 400 kJ prechádzka 900 kJ. ... . 3. Teplota prostredia

Výdaj (spotreba) energie: kontinuálny proces

Príjem energie : 3-5x /deň

Energetický príjem a výdaj za 24 hodín

Zásobné formy energie- tukové tkanivo 75 % zásob- glykogén 1% pečeň, svaly- bielkoviny 24 %(odbúravanie aktívnej hmoty!!)- makroergické väzby: ATP, kreatínfosfát a pod. – iba malé zásoba

V závislosti od dostupnosti substrátov prevažuje katabolizmus alebo anabolizmus

0 4 8 12 16 20 24 (h)

Page 42: Metabolizmus ZL 1516 web - FMED UK - Zóna · aerobik 3 400 kJ prechádzka 900 kJ. ... . 3. Teplota prostredia

Trávenie, vstrebávanie

a metabolizmus sacharidov

Page 43: Metabolizmus ZL 1516 web - FMED UK - Zóna · aerobik 3 400 kJ prechádzka 900 kJ. ... . 3. Teplota prostredia

škrobpolysacharid

maltóza

Trávenie sacharidov

glukózaglukóza

ÚSTNA DUTINAslinná α-amyláza

TENKÉ ČREVOkefkový lem enterocytov

TENKÉ ČREVOpankreatická šťava• α-amyláza

sacharózadisacharid

glukózafruktóza

glukózagalaktóza

•sacharáza •laktáza•maltáza

glukózafruktóza

monosacharidy zo stravy

laktózadisacharid

Vstrebávanie do krvi� � �

Page 44: Metabolizmus ZL 1516 web - FMED UK - Zóna · aerobik 3 400 kJ prechádzka 900 kJ. ... . 3. Teplota prostredia

- pečeň – väčina galaktózy a fruktózy premenená na glukózu- glukóza - hlavný sacharid v organizme

- hlavný/výlučný zdroj energie pre niektoré tkanivá (mozog, erytrocyty)- hladina v krvi striktne regulovaná (inzulín, glukagón)

Metabolizmus sacharidov

Hlavné metabolické cesty glukózy1.Glykolýza: 1x glukóza → 2x pyruvát

(nevyžaduje prítomnos ť O2)

A/ Aeróbna cestapyruvát (+ CoA) → AcCoA → Krebsov cyklus + oxidatívna fosforylácia → ATP

B/ Anaeróbna cestapyruvát → laktát

- keď sa obnoví dostupnos ť O2 : laktát → pyruvát → glukóza → ..... Iné cesty utilizácie

Krebsov cyklus

Energetický zisk: -aeróbne 38 ATP-anaeróbne 2 ATP

Page 45: Metabolizmus ZL 1516 web - FMED UK - Zóna · aerobik 3 400 kJ prechádzka 900 kJ. ... . 3. Teplota prostredia

2. Pentózový cyklus (priama oxidácia glukózy, mimo Krebsovho cyklu)

- vznik pentóz pre syntézu nukleových kyselín

- vznik NADPH (potrebný pri syntéze tukov a steroidov)

3. Glykogenéza a glykogenolýza- glykogén - zásobná forma sacharidov- tvorí a ukladá sa najmä v pečeni (5-8% hmotnosti) a svaloch

• glykogén v pečeni - glukóza sa môže uvoľňovať do krvi – pre potrebu iných tkanív• glykogén v svaloch svaloch – iba pre potreby svalu, nemôže opustiť svalovú bunku

4. Premena glukózy na tuk – v prípade saturácie rezerv glykogénu

5. Glukoneogenéza – tvorba glukózy z pyruvátu, glukogénnych aminokyselín, glycerolu (v pečeni)

Regulácia metabolizmu sacharidov- inzulín (anabolický vplyv)- glukagón, tyroxín, rastový hormón, adrenalín, kortizol (katabolický vplyv)

Page 46: Metabolizmus ZL 1516 web - FMED UK - Zóna · aerobik 3 400 kJ prechádzka 900 kJ. ... . 3. Teplota prostredia

Glukóza

Glykogén

Pyruvát

Laktát

Syntéza nukleových kyselínTvorba NADPH +

Aminokyseliny

Tuky

GlykogenézaGlykogenolýza

Glykolýza

Pentózový cyklus

Energetický zisk: -aeróbne 38 ATP-anaeróbne 2 ATP

Anaeróbnymetabolizmus

Aeróbnymetabolizmus

Hlavné metabolické cesty glukózy

Glukoneogenéza

CO2, H2OGlycerolMK +

Page 47: Metabolizmus ZL 1516 web - FMED UK - Zóna · aerobik 3 400 kJ prechádzka 900 kJ. ... . 3. Teplota prostredia

Trávenie, vstrebávanie

a metabolizmus tukov

Page 48: Metabolizmus ZL 1516 web - FMED UK - Zóna · aerobik 3 400 kJ prechádzka 900 kJ. ... . 3. Teplota prostredia

tuky

mastné kyselinyglycerol

monoacylglyceroly

Trávenie tukov

TENKÉ ČREVO• pankreatická lipáza• žlč• črevná lipáza

vstrebávanie: krv, lymfa

Page 49: Metabolizmus ZL 1516 web - FMED UK - Zóna · aerobik 3 400 kJ prechádzka 900 kJ. ... . 3. Teplota prostredia

1. Akumulácia v tukovom tkanive (menej v pe čeni) - TAG

2. Lipolýza● glycerol – glykolýza● mastné kyseliny: β-oxidácia v mitochondriách

vzniká AcCoA →Krebsov cyklus → oxidatávna fosforylácia → ATP

- energetický zisk (k. steárová) 147 ATP

3. Tvorba ketolátok - kyselina acetoctová, β –hydroxymaslová, acetón

- transportná forma AcCoA – z pečene do periférie

- zvýšená tvorba pri deficite glukózy (v pečeni)

- utilizácia v Krebsovom cykle

- pri deficite glukózy - zdroj energie pre mozog (!), myokard, sval

Metabolizmus tukov

4. Syntéza tukov (lipogenéza)MK: z AcCoA glukóza, niektoré aminokyseliny (+ degradované tuky)Glycerol : z glukózy

Page 50: Metabolizmus ZL 1516 web - FMED UK - Zóna · aerobik 3 400 kJ prechádzka 900 kJ. ... . 3. Teplota prostredia

Trávenie, vstrebávanie

a metabolizmus bielkovín

Page 51: Metabolizmus ZL 1516 web - FMED UK - Zóna · aerobik 3 400 kJ prechádzka 900 kJ. ... . 3. Teplota prostredia

bielkoviny

polypeptidy, peptidy

Trávenie bielkovín

aminokyseliny, dipeptidy, tripeptidy

ŽALÚDOK (15%)• pepsín• HCl

TENKÉ ČREVOpankreatická šťava•trypsín•chymotrypsín•karboxypeptidáza

TENKÉ ČREVOkefkový lem enterocytov•peptidázy•aminopeptidázy

krv

Page 52: Metabolizmus ZL 1516 web - FMED UK - Zóna · aerobik 3 400 kJ prechádzka 900 kJ. ... . 3. Teplota prostredia

bielkoviny

aminokyselin y (potrava, rezervy)

2 - oxokyseliny NH3

kyselina pyrohroznová

Hlavné metabolické cesty bielkovín

amoniak

anabolizmus

Krebsov cyklus

katabolizmus

acetyl-Co A

močovina

glukóza

mastné kyseliny

Page 53: Metabolizmus ZL 1516 web - FMED UK - Zóna · aerobik 3 400 kJ prechádzka 900 kJ. ... . 3. Teplota prostredia

Absorb čný stav – preh ľad využitia živín

Page 54: Metabolizmus ZL 1516 web - FMED UK - Zóna · aerobik 3 400 kJ prechádzka 900 kJ. ... . 3. Teplota prostredia

Postabsorb čný stav – využitie živín

Page 55: Metabolizmus ZL 1516 web - FMED UK - Zóna · aerobik 3 400 kJ prechádzka 900 kJ. ... . 3. Teplota prostredia

Humorálna regulácia metabolizmu

Inzulín- vstup glukózy do buniek (↓v krvi)- syntéza glykogénu, - syntéza bielkovín, - syntéza TAG

Adrenalín-glykogenolýza (↑ glykémie)-lipolýza-bez efektu na bielkoviny

Rastový hormón-pokles vstupu glukózy do buniek

(↑ glykémie) -lipolýza-syntéza bielkovín

Kortizol- pokles vstupu glukózy do buniek

(↑ glykémie) - lipolýza- proteolýza, pokles vstupu AMK do buniek

Tyroxín- výrazný vplyv na energetický metabolizmus

- glykolýza- lipolýza- syntéza bielkovín- Glukagón

- glykogenolýza, glukoneogenéza, (↑ glykémie)

- lipolýza- proteolýza