Metabolizm - całokształt przemian biochemicznych i towarzyszących im przemian energii, jakie zachodzą w organizmach żywych i stanowią istotę życia.
Katabolizm - suma procesów degradacji składników ciała oraz składników pożywienia wchodzących ze światła przewodu pokarmowego, w pierwszym etapie polega na rozłożeniu wiązań łączących związki a w drogim etapie na utlenieniu tych elementów w forme ATP, UDP, GTP, CTP i P. Zasadniczą rolą katabolizmu jest dostarczenie energii swobodnej oraz energii cieplnej.
Energia swobodna jest wykorzystywana we wszystkich procesach biosyntezy, i w procesach skurczu włókien mięśniowych oraz w aktywnym transporcie metabolitów przez błony biologiczne.
Energia cieplna służy do uzupełniania nieustannie zachodzących strat ciepła związanych z jego przepływem z organizmu do otoczenia. Uzupełnianie strat ciepła wiąże się z potrzebą utrzymywania stałej temperatury ciała najczęściej wyższej niż temperatura otoczenia.
1 g węglowodanów lub białek daje 4 kcal (16, 7 kJ)
1g tłuszczu daje 9 kcal (37,7 kJ)
Katabolizm można sprowadzić do 3 zasadniczych procesów:
Uwalniania energii cieplnej wykorzystywanej do utrzymywania stałej temperatury ciała.
Syntezy ATP dostarczającej organizmowi energii swobodnej, niezbędnej do przebiegu wszystkich procesów życiowych.
Usuwania z organizmu związków wchłoniętych w przewodzie pokarmowym, a aktualnie nie potrzebnych, (np. AA niewykorzystanych w procesie syntezy białek ciała), związków szkodliwych (np. pestycydów, antywitamin), a łagrze związków wadliwie zsyntetyzowanych w organizmie lub zsyntetyzowanych prawidłowo, ale w danym czasie zbędnych (białek strukturalnych, enzymatycznych, regulatorowych).
Anabolizm jest to, suma zachodzących równocześnie z katabolizmem w organizmie procesów biosyntezy które wymagają energii swobodnej pochodzącej z katabolizmu
Na anabolizm składają się głównie:
Procesy syntezy w organizmie związków dostarczających energię (glukozy, glikogenu, triacylogliceroli)
Procesy syntezy różnego rodzaju białek (enzymatycznych, transportujących, strukturalnych) i związanych z tą synteza kwasów rybonukleinowych.
Procesy syntezy związków fizjologicznych: hormonów, AA, cholesterolu, ciął odpornościowych, kwasów żółciowych, itp.
Gospodarka węglowodanami w organiźmie.
Wszystkie monocukry po wchłonięciu docierają do wątroby fosfataza zasadowa-odszczepia rybozę od kw. nukleinowych (tam gdzie powstają nowe komórki)tam gdzie biorą udział bakterie-herbata, piekarnictwo, kości, żółte sery nie zaleca się bo zasady purynowe i kwas co powoduje powstawanie mocznika,
Ryboza przechodzi na drodze biernej, jeżeli pentozy nie są zmetabolizowane, są wydalane przez nerki,
Fruktoza metabolizowana w wątrobie i w jelicie jest bezpieczna (nie tyje się, można słodzić cukrzykom) fruktoza może być przekształcana w fruktozo-1-fosforan i wchodzi w szlaki przemian glukozy,
Galaktoza w wątrobie zamieniana w glukozo-6-fosfran. Proces zużywa energię z ATP jako katalizator, niezbędne są jony magnezu,
Glukoza jest materiałem energetycznym, z którego najchętniej czerpią nasze tkanki, glukoza dostarcz energię enterocytom. Mózg lubi regularne posiłki z których jest dostarczana,
Stężenie glukozy 80-105mg/dcl decyduje o samopoczuciu, jest sygnałem o stanie możliwości energetycznych w danej chwili. Tempo przemian glukozy jest czynnikiem informującym, stężenie <40mg/dcl niepokój, drżenie mięśni, drgawki, poty, utrata przytomności. Po spożyciu posiłków 5% glukozy zamieniana jest w wątrobie na glikogen, 30-40% na tłuszcz, reszta jest metabolizowana w tkankach i służy jako źródło energii.
Hormonalna regulacja poziomu glukozy.
Insulina-powoduje wzrost przepuszczalności błon komórkowych dla glukozy. Glukoza wnika z krwi do komórki po przez pory rozszerzające się pod wpływem insuliny.
Hamuje glukoneogenezę, glikogenolizę w wątrobie,
Przyspiesza syntezę tłuszczów z cukrów w wątrobie i tkance tłuszczowej.
Glukagon-powoduje wzrost stężenia glukozy we krwi po przez aktywację fosforylazy działającej na glikogen i uwalniającej glukozo-1-fosforan.
Glikokorytkoidy-mechanizm ich działania związany jest ze zmniejszeniem zużycia glukozy przez mięśnie.
Adrenalina-działanie podobne do glukagonu.
Błonnik
Pod pojęciem błonnik najczęściej rozumie się składniki organiczne błon komórkowych i tkanki podporowej roślinnej pozostałe po usunięciu z nich białek, węglowodanów i tłuszczów. Istnieją różne rodzaje błonnika, gdyż występuje on w różnych komórkach roślinnych.
Błonnik pokarmowy to część żywności pochodzenia roślinnego oporna na hydrolityczne działanie enzymów przewodu pokarmowego człowieka.
Pod względem budowy chemicznej błonnik jest niejednorodną strukturą, w której można wyróżnić składniki zbudowane z elementów cukrowych, do których należą:
Frakcja celulozy ( w skład, której wchodzi tylko glukoza)
Frakcja hemiceluloz (zbudowana z ksylozy, arabinozy, kwasu glukuronowego)
Frakcja pektyn, ( na którą składają się galaktoza, arabinoza, kwas galakturonowy)
Oraz elementów nienależących chemicznie do cukrów, czyli
Frakcji nie węglowodanowych (reprezentowane są one głównie przez ligninę ale także zawierające gumy, śluzy i woski)
Coraz częściej także w skład błonnika włącza się tak zwaną skrobię oporną, czyli tę część skrobi, która nie jest trawiona przez enzymy.
Jednak to rola fizjologiczna jest najczęściej stosowanym kryterium podziału błonnika zawartego w pokarmach. Na tej podstawie wyróżnia się:
Błonnik rozpuszczalny, tworzący w wodzie żel, na który składają się pektyny, gumy i śluzy i niektóre hemicelulozy oraz
Błonnik nierozpuszczalny, który w przewodzie pokarmowym ulega jedynie nieznacznym przemianom. W jego skład wchodzą: lignina, celuloza i hemicelulozy dające się ekstrahować z kwaśnych roztworów.
Mocno uogólniając można przyjąć że nierozpuszczalny błonnik jest frakcją dominującą w ziarnach zbóż, natomiast w owocach i warzywach więcej jest frakcji rozpuszczalnych. Jednak należy także pamiętać że warzywa, szczególnie korzeniowe zawierają nieraz znaczne ilości celulozy lub hemiceluloz, a w ziarnach niektórych zbóż jest sporo rozpuszczalnych składników błonnika, przeważnie gum.
Pozytywne funkcje:
* zwiększenie objętości i masy kału - błonnik posiada zdolności dużego wiązania wody i tworzy podłoże dla rozwoju korzystnej mikroflory a także posiada właściwości gazotwórcze. Ułatwia to szybsze usunięcie resztek pokarmowych z ustroju i zapobiega zaparciom
* regulowanie perystaltyki jelit - frakcje rozpuszczalne tworząc żele zwalniają przechodzenie treści pokarmowej z żołądka do jelit. Natomiast frakcje nierozpuszczalne działają niejako antagonistycznie wpływając na skrócenie czasu pasażu jelitowego, co wynika głównie z ich właściwości do wiązania wody oraz z mechanicznego drażnienia ścian jelita. Czas przechodzenia pokarmy przez jelito cienkie zależy od typu spożywanego włókna , uważa się że najkrócej przechodzi błonnik pochodzący z otrąb.
* działanie przeciwmiażdzycowe - pektynom przypisuje się zdolność wiązania cholesterolu, trójglicerydów, lipidów i kwasów żółciowych, co wpływa na obniżenie wchłaniania tych składników a tym samym na zmniejszenie ich poziomu we krwi.
* właściwości odtruwające - pektyny mają zdolność wiązania substancji toksycznych w tym metali ciężkich, które następnie są usuwane wraz z niestrawionymi resztkami pokarmowymi z organizmu
* stymulowanie rozwoju korzystnej mikroflory jelitowej, która wypiera bakterie gnilne z dolnych odcinków przewodu pokarmowego. Rozpuszczalne frakcje są rozkładane w okrężnicy w znacznie większym stopniu niż składniki nierozpuszczalne włókna, powstają wtedy aktywne metabolity m.in. krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe które prawdopodobnie są pewnym źródłem energii oraz składników odżywczych dla śluzówki tego odcinka przewodu pokarmowego.
* wpływ na metabolizm węglowodanów - błonnik tworząc trudnoprzepuszczalną błonę wyścielającą przewód pokarmowy, spowalnia wchłanianie cukrów czym przyczynia się do powolniejszego wzrostu stężenia glukozy we krwi co może mieć niebagatelne znaczenie dla osób z cukrzycą. Jednocześnie włókno pokarmowe zmniejsza też wydzielanie insuliny przez trzustkę podczas spożywania posiłku.
* zdolności buforujące - błonnik wiąże w żołądku nadmiar kwasu solnego oraz wpływa na wydzielanie hormonów przewodu pokarmowego ( gastryna, GIP)
* hamowanie łaknienia - włókno wiąże wodę i pęcznieje przez co wywołuje szybsze uczucie sytości a nie dostarcza sam energii
Funkcje:
Tzw. szczoteczka fizjologiczna,
Absorbent i wypełniacz,
Ma zdolność do wiązania wody,
Stymuluje ruchy perystaltyczne jelit,
Przyśpiesza czas pasażu jelitowego,
Ułatwia usuwanie niestrawionych resztek i substancji szkodliwych,
Jest pożywką dla bakterii,
Obniża poziom cholesterolu,
Ma właściwości sorpcyjne,
Wiąże sole kw. żółciowych, które podlegają krążeniu jelitowo-wątrobowemu,
Zwiększa masę i rozluźnia konsystencje stolca,
Ogranicza wchłanianie składników pokarmowych,
Podnosi lepkość treści pokarmowej,
Hamuje uczucie głodu pęczniejąc w żołądku.
Zalecane spożycie: 27-40g/dobę,
16-24g/dobę nieskrobiowych wielocukrów bez ligniny.
Zwiększone spożycie ogranicza wchłaniane związków mineralnych. Nadmierne spożycie prowadzi do biegunek.
Dieta wysokobłonnikowa prowadzi do:
Wolniejszego opróżniania żołądka,
Wolniejszego pasażu jelitowego,
Zmniejszonego wchłaniania m.in.: glukozy, cholesterolu, triacylogliceroli,
Zmniejszenia zapotrzebowania na insulinę lub pochodne sulfonylomocznika.
Obserwuje się również działania niepożądane:
Wzdęcia; uczucie dyskomfortu w jamie brzusznej,
Wzrost częstotliwości i objętości wypróżnień (biegunka)
Negatywne funkcje:
* według niektórych danych błonnik może ograniczać wchłanianie i wykorzystanie niektórych substancji odżywczych, głównie składników mineralnych: magnezu, wapnia, miedzi, cynku. Jednakże ten efekt nie jest do końca potwierdzony i prawdopodobnie zależy od szeregu czynników np. struktury danego błonnika i jego ilości. Wynika to z jego zdolności do wymiany jonów, tworzenia kompleksów, wpływu na czas przemieszczania się treści pokarmowej oraz wpływu na mikroflorę jelitową.
* podaje się także że włókno pokarmowe wpływa ujemnie na trawienie i wchłanianie niektórych witamin.
Indeks glikemiczny (IG) to lista produktów uszeregowanych ze względu na poziom glukozy we krwi po ich spożyciu. Oblicza się go dzieląc poziom glukozy we krwi po przeprowadzeniu testu żywnościowego z udziałem 50 gram węglowodanów, przez poziom glukozy uzyskany po spożyciu danego produktu. Na przykład indeks glikemiczny wynoszący 70 oznacza, że po spożyciu 50 gram danego produktu, poziom glukozy wzrośnie o 70 procent, tak jak po spożyciu 50 gram czystej glukozy. Indeks glikemiczny żywności nie może być ustalony na podstawie jej składu lub wskaźników wchodzących w jej skład węglowodanów. Aby go wyznaczyć, należy podać konkretny produkt, konkretnej osobie. Podaje się dany produkt grupie osób a następnie przez dwie godziny, co 15 minut pobiera im krew i bada się poziom cukru. W ten sposób uzyskuje się przeciętną wartość IG.
Indeks Glikemiczny - zakresy wartości
Niski Indeks Glikemiczny = 55 lub mniej
Średni Indeks Glikemiczny = 56-69
Wysoki Indeks Glikemiczny = 70 lub więcej
Indeks glikemiczny produktów żywnościowych spożywanych w ich naturalnej postaci jest znacznie niższy niż gotowanych lub przetworzonych w inny sposób. Pełnoziarniste płatki zbożowe i pieczywo z pełnej mąki zawierają dużo błonnika, witamin i pierwiastków śladowych, które mają zdolność obniżania wysokiego poziomu glukozy we krwi. Aby indeks glikemiczny spożywanych produktów nie był duży musimy wziąć pod uwagę następujące aspekty:
*błonnik opóźnia przemianę węglowodanów poprzez częściowe blokowanie dostępu glukozy do krwi. Może również podwyższyć czułość receptorów podatnych na insulinę w mięśniu, tak że glukoza łatwiej przedostaje się do komórki. Jeśli receptory są mało czułe, wtedy trzustka zwiększa wydzielanie insuliny by zrównoważyć dopływ glukozy do komórek mięśni,
*formę produktu - czy jest zmielony lub w inny sposób przetworzony czy występują w nim pełne ziarna lub włókna,
*stopień przygotowania lub ugotowania - co pozwala na zbadanie zawartości skrobi,
*obecność fruktozy i laktozy (obie mają niski indeks glikemiczny),
*czas spożywania pokarmu, czas jedzenia ma wpływ na wydzielanie glukozy do krwi - im szybciej jesz, tym jest ono szybsze,
*produkty bogate w tłuszcze, o niskim indeksie glikemicznym mogą być błędnie zakwalifikowane, bo tłuszcze i białko spowalniają opróżnianie żołądka, a tym samym i szybkość trawienia w jelicie cienkim. A zatem ich indeks glikemiczny może być relatywnie niższy niż produktów zawierających mniej tłuszczów.