#
1
Biochemické aspekty výživy
© Biochemický ústav LF MU   (V.P.)   2007
Způsob výživy :
podle zdroje přijímaného uhlíku:
1/ autotrofní organismy
anorganický uhlík   ( C02 )
zdroj energie:   sluneční záření
fototropní organismy (rostliny, některé mikroorganismy)
2/ heterotrofní organismy
organický uhlík zdroj energie:   živiny živočichové
3
Živiny :
•  =    organické látky:
sacharidy bílkoviny lipidy
•  oxidací živin se uvolňuje volná energie (-AG )
•  vodíky živin poskytují metabolickú vodu
(dýchací řetězec)
•  kromě energie jsou zdrojem stavebních látek těla
•  některé látky v živinách obsažené jsou nepostradatelné
(esenciální)
4
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)
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
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
Neenergetické složky :
•    voda —» základní rozpouštědlo
•    minerální látky —>   iontové rovnováhy
•    vitaminy   —»   účast v regulaci metabolismu
•    vlákniny   —>   ovlivnění trávení
Prvky -   deficit / potravní zdroi :				
	Prvek	Výsledek deficitu	Potravní zdroje prvku	
	železo	hypochromní anemic	sója, čočka, fazole, játra, zelenina, kvasnice	
	zinek	poruchy regenerace tkání, hyperplazie prostaty	jádra dýně a slunečnice, maso, vejce, ovesné vločky, celozmné produkty	
	měď	defekty enzymů, narušení pojiva, anémie	čočka, fazole, maso, špenát, brambory	
	chrom	vadný metabolismus glukosy, vliv na insulin	ořechy, maso, sýry, zelenina	
	selen	poruchy srdce a svalů, faktor aterosklerózy a zhoubných nádorů	celozmné produkty, ryby, vejce, maso	
	mangan	poruchy růstu, kostí	kořenová zelenina, ořechy, celozmné produkty	
	molybden	zubní kaz (?)	mléko, obilniny, zelenina, ovoce, játra	
	křemík	poruchy pojiva, kůže, vlasů, nehtů, kostí	rostliny (nejvíc přeslička)	
	jod	poruchy štítné žlázy	mořské ryby a řasy	
	fluor	zvýšený výskyt zubního kazu	pitná voda	
	bor	psychické změny (?)	rostliny	9
				
				
Hydrofilní vitaminy a			i euch funkce :		
	Vitamin	Aktivace	Koenzym	Funkce	
	B,	fosforylace	thiarnind i fosfát	oxidační dekarboxylace, kofaktor transketoiasy	
	B2	fosforylace fosforylace, AMP	FMN FAD	dehydrogenasa v dýchacím řetězci, oxidasy L-aminokyselin dehydrogen asy	
	pyridoxin	fosforylace	pyridoxalfosfát	aminotransferasy, dekarboxylasy A K	
	B12	—	nemá zvláštní označení	různé enzymy (krvetvorba)	
	nikotinamid	AMP, ribosa-P AMP, ribosa-P, fosforylace	NAD+ NADP+	dehydrogenasy hydrogenace (redukční syntézy)	
	pantothenát	+ další složky	koenzym A	acylační enzymy, metabolismus MKaAK	
	bio! in	co2	karboxybiotin	karboxylasy	
	folát	+ 4H	THF	přenos jednouhlíkatých zbytků	
	C	O,, Fe2+	nemá zvláštní označení	prokolagen hydroxylase!	
10					
Doporučené denní dávky vitaminů (mg) :
		Muži	Ženy+++
	Retinol* (vitamin A)	1,0	0,8
	Kalciot (cholekalctferol, vit. D3)	0,005	0,005
	Tokoferol (vit. E)	10,0	8,0
	Fylochinon (vit. K)	o,oso+-	0,065++
	Thiamin (vit. Bi)	1,5	I.l
	Riboflavin (vit. B2)	1,7	1,3
	Nikotinamid (vit. PP)	í 9,0	15,0
	Pyridoxin (vit. B6)	2,0	1,6
	Folát (kyselina listová)	0,20	0,18
	Pantothenát (kyselina pantothcnová)	asi 10	asi 10
	Biotin (vit. H)	++	H—h
	Kobalamin (vit. Bia)	0,002	0,002
	Askorbát (vit. C)	60,0	60,0
			
těhotné a kojící ženy:   + 25 %
biotin: dle syntézy ve střevě - většinou není nutný
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) =  bazálni metabolismus (BM) Basal energy expenditure (BEE)     =   basal metabolic rate (BMR)
12
Bazálni 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
50 kg -> 5.000 kJ = 5MJ 70 kg -> 7.000 kJ = 7 MJ
13
Bazálni metabolismus (BM):
BM(kJ/d) =   hmotnost (kg) * 100
•  vzestup tělesné teploty o 1°C -> + 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
14
Bazálni metabolismus („BM"):
BM (kJ/d) = hmotnost (kg) •  100
tělesná hmotnost		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
Ovlivnění energetické potřeby :
fyzická aktivita
štítná žláza
těhotenství / laktace
věk:   relativně nejvyšší potřeba je v 5 letech
Využitelná energie :
1 g cukru             —>
1 g aminokyselin —» 1 g tuku              —>
17 kJ          (4,1 kcal)
17 kJ          (4,1 kcal)
37 - 39 kJ    (do 9,3 kcal)
závislost na délce řetězce mastných kyselin
17
Živiny - rekapitulace :
	kJ/g	energie / d	minimum / d
sacharidy	-17	- 50 %	30 g
bílkoviny (AA)	-17	- 20 %	150 g
lipidy	-37-39	- 30 %	35 g
t
nalačno: - 55 %   FF A
- 45 % endogenní Glc ▼                      (AA nebo ketolátky jen nepatrně)
„spalná tepla" :
•  energie uvolněná není shodná s energii nabídnutou
•  bílkoviny: 3 moly ATP / 1 mol močoviny
AA = aminokyseliny                                                                                                                            * °
Zjednodušení údajů o obsahu energie :
	M (g/mol)	kJ/g
Glu, Fru	180,16	^ ~ „17" ! J
So	182,17	
Xy	152,15	
So = sorbitol = glucitol
Xy = xylitol
So + Xy jsou polyoly, cukerné alkoholy
19
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 triacylglycerolu. Z cukru vzniká tuk.
2/ mastné kyseliny z triacylglycerolu 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 C02, 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.                                                                20
Bílkovina a dusík:
průměrná bílkovina               »       16 % dusíku
(nebo průměrná kombinace AA)
16%   =   16/100   ->  převrácená hodnota:   100/16   =   6,25
6,25 g N               »     gAA (bílkovina)
AA = aminokyseliny
g = gram
N= dusík                    21
22