‹#› 1 ☼ ‹#› 2 Biochemické aspekty výživy © Biochemický ústav LF MU (V.P.) 2010 ‹#› 3 Způsob výživy : podle zdroje přijímaného uhlíku: 1/ autotrofní organismy anorganický uhlík ( CO2 ) zdroj energie: sluneční záření fototropní organismy (rostliny, některé mikroorganismy) 2/ heterotrofní organismy organický uhlík zdroj energie: živiny živočichové ‹#› 4 Živiny : · = organické látky: sacharidy bílkoviny lipidy · oxidací živin se uvolňuje volná energie (-ΔG ) · · vodíky živin poskytují metabolickou vodu (dýchací řetězec) · kromě energie jsou zdrojem stavebních látek těla · · některé látky v živinách obsažené jsou nepostradatelné (esenciální) ‹#› 5 Sacharidy : · asi 50 % úhrady energie · cca 17 kJ / g (4,1 kcal / g) · minimum cca 150 g / d · nejsou esenciální (z derivátů je nebytná jen L-askorbová kys.) · obvyklé formy: škrob sacharosa laktosa glykogen (málo: volná Glc) (málo: volná Fru) ‹#› 6 Bílkoviny : · asi 20 % úhrady energie · cca 17 kJ / g (4,1 kcal / g) · · minimum cca 30 g / d · · prakticky jediný zdroj dusíku · · nezastupitelný zdroj stavebního materiálu těla ‹#› 7 Lipidy : · asi 30 % úhrady energie · 37 až 39 kJ / g (9,3 kcal / g) · · minimum cca 35 g / d · · nutné pro střevní resopci lipofilních látek · · zdroj esenciálních FA ‹#› 8 Neenergetické složky : · voda ® základní rozpouštědlo · minerální látky ® iontové rovnováhy · vitaminy ® účast v regulaci metabolismu · · vlákniny ® ovlivnění trávení ‹#› 9 Prvky - deficit / potravní zdroj : ‹#› 10 Hydrofilní vitaminy a jejich funkce : ‹#› 11 Doporučené denní dávky vitaminů (mg) : těhotné a kojící ženy: + 25 % biotin: dle syntézy ve střevě – většinou není nutný ‹#› 12 Základní energetický výdej („ZEV“) : Harris – Benedict (1919) : princip výpočtu: ZEV = a + b • hmotnost (kg) + c • výška (cm) - d • věk (roky) a, b, c, d ® konstanta/koeficienty (odlišné pro muže a ženu) s věkem se ZEV snižuje (odečítáme „ d • věk “) matematicky: rovnice je polynom prvního stupně se třemi proměnnými (proměnné = hmotnost, výška, věk) Základní energetický výdej (ZEV) = bazální metabolismus (BM) Basal energy expenditure (BEE) = basal metabolic rate (BMR) ‹#› 13 Bazální metabolismus (BM) : = základní energetický výdej (ZEV) energetický součet reakcí, uvolňujících energii bdělý stav (spící ® spotřeba energie < BM) nikoliv aktivita: fyzická (® násobení faktorem aktivity: 1,2 … 1,3 ) trávicí (® „specificko-dynamický účinek bílkovin“: 1 mol urey ® 3 mol ATP ) emocionální BM (kJ/d) = hmotnost (kg) * 100 50 kg ® 5.000 kJ = 5 MJ 70 kg ® 7.000 kJ = 7 MJ ‹#› 14 Bazální metabolismus (BM) : BM (kJ/d) = hmotnost (kg) * 100 · vzestup tělesné teploty o 1oC ® + 15 % BM · faktor aktivity: upoután na lůžko ® 1,2 neupoután na lůžko ® 1,3 · trauma faktor: malá chirurgie ® 1,2 závažný výkon ® 1,35 sepse ® 1,6 těžké popáleniny ® 2,1 ‹#› 15 Bazální metabolismus („BM“) : BM (kJ/d) = hmotnost (kg) • 100 tělesná hmotnost klid lehká práce těžká práce BM 1,3 • BM 1,4 • BM 1,5 • BM 50 kg 5 MJ 6,5 MJ / d 7 MJ / d 7,5 MJ / d 70 kg 7 MJ 9,1 MJ / d 9,8 MJ / d 10,5 MJ / d ‹#› 16 Ovlivnění energetické potřeby : fyzická aktivita štítná žláza těhotenství / laktace věk: relativně nejvyšší potřeba je v 5 letech …. ‹#› 17 Využitelná energie : 1 g cukru ® 17 kJ (4,1 kcal) 1 g aminokyselin ® 17 kJ (4,1 kcal) 1 g tuku ® 37 - 39 kJ (do 9,3 kcal) závislost na délce řetězce mastných kyselin ‹#› 18 kJ / g energie / d minimum / d sacharidy ~ 17 ~ 50 % 30 g bílkoviny (AA) ~ 17 ~ 20 % 150 g lipidy ~ 37- 39 ~ 30 % 35 g Živiny – rekapitulace : „spalná tepla“ : • energie uvolněná není shodná s energii nabídnutou • bílkoviny: 3 moly ATP / 1 mol močoviny nalačno: ~ 55 % FFA ~ 45 % endogenní Glc (AA nebo ketolátky jen nepatrně) AA = aminokyseliny ‹#› 19 M (g / mol) kJ / g Glu, Fru 180,16 ö ý ~ „17“ ! ø So 182,17 Xy 152,15 Zjednodušení údajů o obsahu energie : So = sorbitol = glucitol Xy = xylitol So + Xy jsou polyoly, cukerné alkoholy ‹#› 20 Cukr a tuk: 1/ glukosa je (aerobně) metabolizována na acetyl-CoA. Jeho nadbytek, neodbouraný v Krebsově cyklu, může být přeměněn na mastné kyseliny (ev. na cholesterol) a ty zabudovány do triacylglycerolů. Z cukru vzniká tuk. 2/ mastné kyseliny z triacylglycerolů skýtají acetyl-CoA. Ten (kromě tvorby ketolátek v játrech a syntézy cholesterolu) nemůže být metabolizován jinak než v Krebsově cyklu, kde však je zcela odbourán za vzniku CO2, redukovaných koenzymů („redukčních ekvivalentů“) a energie. Z tuku tedy nelze cukr vytvořit. 3/ pro tvorbu glukosy v kritických stavech má proto zásadní význam katabolismus bílkovin, poskytující glukogenní aminokyseliny. ‹#› 21 Bílkovina a dusík : průměrná bílkovina 16 % dusíku (nebo průměrná kombinace AA) 16 % = 16 / 100 ® převrácená hodnota : 100 / 16 = 6,25 6,25 g N g AA (bílkovina) AA = aminokyseliny g = gram N = dusík ‹#› 22