Aktivuje chuť umami signál nedostatku esenciálních aminokyselin?
Pokračujme v pátrání po zdroji obezity a poruch metabolizmu. V sérii příspěvků „Kdo nám řekne, že už jsme snědli dost jídla” jsem hledal mechanizmy, jak organizmus řídí příjem potravy. Co rozhoduje o tom, že jídlo, které jsme snědli, ještě nestačí a musíme si dát víc? Moje závěry jsou celkem jednoduché. Během dne sbíráme potravu tak, abychom měli dostatek energie na spánek. Kontrola se provádí prostřednictvím jaterního glykogenu, během dne spalujeme a ukládáme do různých tkání různé formy jídla a ve výsledku musí něco zbýt. Tento zbytek sacharidů a aminokyselin se převede na jaterní glykogen. Po celodenní spotřebě musí být dostatek glykogenu na odpočinek a spánek. Toto je, myslím, základní energetická regulace.
Dostatek energie ale nestačí pro přežití. Nedostatek esenciálních aminokyselin vede k předčasnému umírání myší. Patrně proto existují pomocné mechanizmy jako např. ten na zajištění dostatku esenciálních aminokyselin, který pracuje prostřednictvím hormonu FGF21. Ovlivňuje energetický regulační systém tak, aby se spotřebovalo víc energie, aby se přebytečné neesenciální aminokyseliny přeměnily na glukózu a spálily se na teplo. To spolu s vyšší preferencí stravy plné bílkovin oproti cukru, tedy preferencí chutě umami, zvýší příjem potravy a esenciálních aminokyselin. Tedy tak to funguje u myší, ale u lidí to myslím bude podobné.
Pokud ale ani to nezajistí dostatek esenciálních aminokyselin, nastupuje zřejmě další pomocný mechanizmus na zvýšení příjmu potravy, a to je aktivace mozku přebytečným glutamátem, tedy jednou z neesenciálních aminokyselin. O vyšším příjmu potravy tedy nakonec rozhodují neesenciální aminokyseliny (glutamát), jejichž přebytek indikuje nedostatek esenciálních aminokyselin pro smysluplné využití neesenciálních aminokyselin. Je to tedy stav, kdy nebyly ani zabudovány do enzymů, ani do jiných bílkovin, ani nebyly využity k tvorbě ATP nebo tepla. Jako nouzové řešení se tedy nabízí jíst více potravy, byť za cenu ukládání přebytků do tukových zásob. Příliš nízký příjem esenciálních aminokyselin je život ohrožující stav, a uložená energie se může hodit.
 |
| AR - aldozoreduktáza |
Vraťme se ale k fruktóze a polyolové dráze. Půjdeme-li po stopách aktivace této dráhy, prvním enzymem hned na vstupu do této dráhy je aldózoreduktáza (AR). Ovlivnění tohoto enzymu „dekorací” tedy bude mít zcela zásadní vliv na metabolizmus. Už jsem zde spekuloval, že sirovodík pravděpodobně interaguje s AR. Ale základním spouštěčem pro AR je vysoká hladina glukózy. Pak jsou potřeba důležité kofaktory, a to NADPH a G6P.
Co mne upoutalo je, že enzym AR zpracovává neupravenou glukózu. To je divné, protože glukóza po vstupu do buňky je okamžitě fosforylována hexokinázou nebo glukokinázou pomocí ATP na glukóza-6-fostát (G6P). To by ale znamenalo, že enzym AR je aktivován pouze tehdy, když je glukózy v daném okamžiku velký přebytek, nebo je momentálně velký nedostatek molekul ATP. Bude-li všechna glukóza fosforylovaná na G6P, pak AR nemá co zpracovávat, nevyrobí tedy sorbitol ani fruktózu. Souvisí tedy aktivace KHK fruktózou, tedy i ukládání tuků, s nedostatkem ATP v buněčném cytosolu? Zabraňuje inzulinová rezistence aktivaci polyolové dráhy? Nízká hladina inzulinu je považována za ochranný faktor, dává to smysl, glukóza mimo buňku nevadí, ale v buňce musí být okamžitě fosforylována.
Zdá se, že systém polyolové dráhy a fruktozové regulace přechodu od oxidativní fosforylace k anaerobní fermentaci glukózy je mnohem obecnější a dostupný v mnoha tkáních. Možná je to základní systém indikace, že se do buňky dostalo více glukózy, než se dá rychle zpracovat.
 |
| Nízká hladina cytosolické glukózy neotvírá polyolovou dráhu, neaktivuje tvorbu močoviny (UA). |
 |
| Vysoká hladina cytosolické glukózy aktivuje tvorbu fruktózy polyolovou dráhou a odstraňování AMP přes AMPD2 a IMP ve formě močoviny(UA). |
Aktivace polyolové dráhy nedostatkem ATP, tedy nefosforylovanou glukózou, může vést k aktivaci tvorby močové kyseliny, která následně přemístí do mitochondrie enzym NOX4, který svou činností zastaví TCA cyklus a oxidativní fosforylaci. Podobný efekt má i deaminace glutaminu/glutamátu, vzniklý čpavek je třeba odstranit také cestou močoviny. Acetyl-CoA vznikající z beta oxidace tuků se tak nebude zpracovávat na recyklaci NADH a oxidativní fosforylaci, ale na produkci citrátu pro následnou tvorbu tuků. Je to tedy takový souboj mezi aktivací fosforylace glukózy a tvorby ATP nebo aktivací dráhy polyol - fruktóza - močovina a tvorby tuku.
Víme, že samotné molekuly fruktózy umí vyvolat nedostatek ATP, ale fruktóza bez glukózy neaktivuje polyolovou dráhu. K tomu je potřeba nefosforylovaná glukóza v buňce. To nám tedy perfektně souhlasí s rizikem příliš vysoké rychlosti příjmu a absorbce sacharidů v trávicí soustavě, rychlým zvýšením hladiny glukózy v krvi a rizikem vyšší tvorby tuků v játrech. Ani k tomu nepotřebujeme žádné další chemické stimulátory, stačí polyolová dráha.
Je možné, že by acetát pomáhal v produkci ATP a tím zabránil aktivaci polyolové dráhy? Mechanizmů je tam asi víc, vzájemně se doplňují.
Vraťme se nyní k močové kyselině. Surovinou pro produkci močoviny jsou mimo jiné i molekuly AMP/IMP vznikající po zpracování purinů. Podívejme se nyní na studii která ukazuje jak glutamát sodný v jídle aktivuje pomocí enzymu AMPD2 přejídání ovlivněním mozku, tvorbu močoviny v játrech apod.
Samotný glutamát ovlivňuje přejídání více než fruktóza, je to dáno tím, že fruktóza je hlavně přepínač, kdežto glutamát je výborným substrátem pro glukoneogenezi, přičemž se zbavuje dusíku ve formě amoniaku, podívejte se na starší příspěvek. Aktivuje tedy přechod buněk od oxidativní fosforylace k fermentaci. Jestli je prvotním impulsem změna pH nebo močovina je celkem jedno, výsledek je vždy problematický pseudohypoxický metabolizmus.
 |
| Glutaman sodný je mnohem horší než fruktóza. |
 |
| Glutaman sodný stimuluje produkci močoviny. Vypnutí enzymu AMPD2 zabrání aktivitě xantin oxidázy a všem negativním důsledkům. |
Aktivita enzymů rozkládajících puriny je pro buňky velice zatěžující. Stačí kdekoliv přerušit tuto dráhu a negativní důsledky na metabolizmus jsou téměř dokonale potlačeny. Podívejte se na starší příspěvek týkající se xantin oxidázy nebo enzymu AMPD2. Dokonce tento mechanismus ovlivňuje prostřednictvím aktivace AMPD2 v nervových buňkách hypotalamu i chování myší. Mozek je donutí víc jíst. Je možné, že by glutamát přesvědčil mozek, že máte málo esenciálních aminokyselin a zachraňuje vás? Já myslím, že to tak může být.
Nedostatek esenciálních aminokyselin vede dlouhodobě k přejídání nebo ke zkrácení života. Vyberte si. Já bych byl pro třetí možnost, jíst takové bílkoviny, které obsahují pokud možno co nejvíce esenciálních aminokyselin, aby tělo nemuselo řešit jejich nedostatek přejídáním. A pozor na dochucovadla!
 |
| Je to složité ale časem všechny záhady rozluštíme, věřím tomu. |
Následující
Zdroje:
Komentáře
Okomentovat