Του Γιώργου Κιόση,
Ο ανθρώπινος οργανισμός χρειάζεται καθημερινά ενέργεια για να επιτελέσει από τις πιο βασικές δραστηριότητες για την διατήρηση της ζωής μέχρι και τις αρκετά πολύπλοκες. Ανάλογα με το φύλο, τη σωματική κατάσταση και την ηλικία, οι καθημερινές ενεργειακές ανάγκες του ανθρώπου κυμαίνονται από 1.600 έως 3.000 kcal, σύμφωνα με τις οδηγίες του USDA (U.S. Department of Agriculture) του 2020-2025 για τους Αμερικάνους. Την ενέργεια αυτή, φυσικά, την παραλαμβάνουμε από τα τρόφιμα που καταναλώνουμε.
Ένα γεύμα περιλαμβάνει φυσιολογικά ποσότητες υδατανθράκων, λιπιδίων και πρωτεινών. Το 90% περίπου της απαιτούμενης ενέργειας προέρχεται από τους υδατάνθρακες και τα λίπη, ενώ το υπόλοιπο 10% από τις πρωτεΐνες. Αυτές χρησιμοποιούνται κυρίως ως δομικό συστατικό στην πρωτεϊνοσύνθεση, ενώ σε περιπτώσεις πλεονάζουσας ποσότητας πρωτεϊνών, ανεπαρκούς ποσότητας υδατανθράκων και λιπιδίων ή αδυναμίας απορρόφησης αυτών από τα κύτταρα του πεπτικού σωλήνα, οξειδώνονται τα αμινοξέα των πρωτεϊνών προς παραγωγή ενέργειας.
Η ενέργεια των τροφίμων που καταναλώνουμε είναι αποθηκευμένη στους χημικούς δεσμούς των μορίων τους. Έτσι, λοιπόν, προκειμένου να εκμεταλλευτεί ο οργανισμός μας την ενέργεια αυτή, είναι απαραίτητο τα μόρια των τροφών να εισέλθουν στα κύτταρα μέσω της κυτταρικής μεμβράνης. Η είσοδος αυτή είναι επιλεκτική και δεν επιτρέπει σε οποιοδήποτε μόριο να τη διαπερνά.
Γενικά, είναι απαραίτητο να υπάρχει ένα ισοζύγιο ανάμεσα στην προσλαμβανόμενη ενέργεια και στις ενεργειακές απαιτήσεις του οργανισμού για κάθε χρονική στιγμή. Η κατανάλωση μεγαλύτερης ποσότητας οδηγεί σε αποθήκευση της περίσσειας με την μορφή λίπους, ενώ η μικρότερη ποσότητα δημιουργεί θερμιδικό έλλειμα. Παρακάτω θα παρουσιαστεί πώς η τροφή που προσλαμβάνουμε διασπάται σε απλούστερα μόρια (πρωτεΐνες σε αμινοξέα, λιπίδια σε λιπαρά οξέα και γλυκερόλη, υδατάνθρακες σε σάκχαρα), ώστε αυτά να απορροφηθούν από τα κύτταρα και πώς αυτά χρησιμοποιούνται για την παραγωγή ενέργειας.
Προκειμένου τα συστατικά της τροφής (υδατάνθρακες, πρωτεΐνες και λιπίδια) να χρησιμοποιηθούν από τα κύτταρα του οργανισμού μας για την παραγωγή ενέργειας, είναι απαραίτητο να διασπαστούν στα μονομερή τους. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται πέψη. Η πέψη των υδατανθράκων (που αποτελούν το 40-45% των προσλαμβανόμενων θερμίδων) ξεκινάει ήδη από το στόμα με το άμυλο και την ανάμειξή του με το σίελο, το οποίο περιέχει το ένζυμο αμυλάση, το οποίο εκκρίνουν οι σιελογόνοι αδένες στην στοματική κοιλότητα. Το κύριο, όμως, μέρος της πέψης των υδατανθράκων γίνεται στο λεπτό έντερο. Εκεί, γλυκοσιδάσες (γλυκοαμυλάση, σύμπλοκο β-γλυκοσιδάσης, σύμπλεγμα σουκράσης-ισομαλτάσης), δηλαδή ένζυμα τα οποία διασπούν γλυκολυτικούς δεσμούς μεταξύ των μονομερών των υδατανθράκων, δημιουργούν μονοσακχαρήτες, ικανούς να απορροφηθούν από τα επιθηλιακά εντερικά κύτταρα τα οποία επενδύνουν τον αυλό του λεπτού εντέρου.
Καθημερνά καταναλώνουμε 60-150gr λιπιδίων, από τα οποία το 90% είναι τριγλυκερίδια. Τα λιπίδια πέμπτονται σε ένα μικρό ποσοστό στο στόμα από λιπάσες, αλλά η μείζονα διαδικασία πέψης λαμβάνει χώρα στο λεπτό έντερο, όπου εντερικές λιπάσες και λιπάσες από το εξωκρινές έκκριμα του παγκρέατος δρουν στα λιπίδια, παράγοντας λιπαρά οξέα και γλυκερόλη. Αυτά απορροφώνται από τα εντεροκύτταρα αφού πρώτα δημιουργήσουν τα μικύλλια, σχηματισμοί λιπαρών οξέων, χολικών άλατων και χοληστερόλης.
Οι πρωτεΐνες που λαμβάνουμε με την διατροφή μας διασπώνται σε αμινοξέα από πρωτεάσες. Η διαδικασία πρωτεόλυσης αρχίζει στο στομάχι και ολοκληρώνεται στο έντερο με τη συμβολή και των πρωτεολυτικών ενζύμων του παγκρέατος. Το πάγκρεας είναι ένα πολύ σημαντικό όργανο για τη διαδικασία της πέψης των διαιτητικών καύσιμων μορίων, μέσω των ενζύμων που φέρει στο εξωκρινές του έκκριμα.
Αφού, λοιπόν, δημιουργηθούν τα μονομερή, διέρχονται μέσω των εντεροκυττάρων και εισέρχονται στην κυκλοφορία του αίματος, απ’ όπου διανέμονται στα κύτταρα και στους ιστούς ολόκληρου του σώματός μας. Αρχικά, και εφόσον υπάρχει επάρκεια, χρησιμοποιούνται οι μονοσακχαρήτες και κυρίως η γλυκόζη. Το μόριο αυτό εισέρχεται στον μεταβολικό δρόμο της γλυκόλυσης (γίνεται στο κυτταρόπλασμα) από το οποίο προκύπτουν 2 μόρια πυρουβικού οξέος (ή πυροσταφιλικού). Το μόριο αυτό εισέρχεται στον κύκλο του κιτρικού οξέος (ο γνωστός και ως κύκλος του Krebs), αφού πρώτα τροποποιηθεί, και έτσι παράγονται μόρια ΑΤΡ (Διφοσφωρικής Αδενοσίνης) και NADH (Ανηγμένη μορφή Νικοτινάμιδου Αδένινου Νουκλεοτιδίου). Το ΑΤΡ είναι το «ενεργειακό νόμισμα» των κυττάρων και παρέχει ενέργεια στα κύτταρα. Το NADH συμμετέχει σε μία διαδικασία που ονομάζεται οξειδωτική φωσφορυλίωση (στην εσωτερική μιτοχονδριακή μεμβράνη) παράγοντας μόρια ΑΤΡ. Τα μόρια ΑΤΡ είναι ιδιαίτερα σημαντικά για τα κύτταρα σε πολλές διαδικασίες που απαιτούν ενέργεια, όπως η μυϊκή συστολή ή η μεταφορά ουσιών.
Η γλυκόζη αποτελεί το κύριο ενεργειακό υπόστρωμα των κυττάρων του εγκεφάλου. Αυτό εξηγεί γιατί σε περιπτώσεις υπογλυκαιμίας (γλυκόζη ορού χαμηλότερη από 70mg%) τα άτομα αναφέρουν σύμπτωμα ζαλάδας.
Τα λιπαρά οξέα και τα αμινοξέα μέσω διάφορων μεταβολικών μονοπατιών που ακολουθούν, μετατρέπονται σε ενδιάμεσες ενώσεις του γλυκολυτικού δρόμου και ακολουθούν την ίδια διαδικασία με τη γλυκόζη. Βέβαια, πρέπει να τονιστεί ότι οι μονοσκχαρήτες, τα λιπαρά οξέα, καθώς και τα αμινοξέα δεν χρησιμοποιούνται μόνο για παραγωγή ενέργειας, αλλά αποτελούν και δομικά συστατικά σε βιοσυνθέσεις.
Συγκεφαλαιώνοντας, γίνεται κατανοητός ο τρόπος με τον οποίο τα συστατικά των γευμάτων μας εξασφαλίζουν ενεργειακή τροφοδότηση στα κύτταρά μας, από την σωστή λειτουργία των οποίων εξαρτάται και η σωστή λειτουργία ολόκληρου του οργανισμού μας. Έτσι, λοιπόν, είναι απαραίτητο ο άνθρωπος να ακολουθεί μία ισορροπημένη διατροφή, με σωστές αναλογίες κάθε συστατικού ανάλογα με τις ανάγκες του, ώστε να καλύπτονται τόσο οι ενεργειακές όσο και οι βιοσυνθετικές του απαιτήσεις.
ΕΝΔΕΙΚΤΙΚΕΣ ΠΗΓΕΣ
- How Cells Obtain Energy from Food, National Library of Medicine. Διαθέσιμο εδώ
- Cell Energy and Cell Functions, Scitable. Διαθέσιμο εδώ
