Proces zdrowego odżywiania w ujęciu biochemicznym organizmu ludzkiego.

Odżywianie jest prawidłowe, jedynie kiedy jest odżywianiem ściśle związanym z procesem poboru i przetwarzania energii w komórkach. Odżywiać się prawidłowo jesteśmy w stanie jedynie, gdy myślimy z poziomu odżywiania komórkowego, który decyduje o wszystkich procesach chemicznych przebiegających na poziomie podstawowym. 

Co to jest ATP?

ATP – inaczej adenozynotrifosforan. 

Jest to główny nośnik energii w komórkach. Jest ważnym składnikiem wszystkich komórek ponieważ pełni funkcję pierwotnego przenośnika energii. ATP to obiegowa energia komórki wykorzystywana na bierząco.

ATP to nukleotyd zbudowany z trzech części. Adenina – organiczna zasada zawierająca azot, ryboza – pięciowęglowy cukier, trzy reszty kwasu fosforowego – (atomy fosforany związane z atomami tlenu). Stabilność pH tego związku to 6.8 – 7.4. 

Te trzy części połączone są specjalnym, wysokoenergetycznym wiązaniem, dzięki któremu możliwe jest wydobywanie potrzebnej nam energii. Gdy dochodzi do rozpadu – odłączana jest reszta fosforanowa. W skutek takiej przemiany otrzymujemy ADP adenozynodifosforan. Z niego ponownie powstaje ATP, ale aby to się stało musi zajść reakcja fosforylacji. 

Fosforylacja – to reakcja dzięki której powstaje ATP. Niezależnie od aktywności fizycznej organizmu, organizm będzie zawsze wykorzystywał cząsteczki ATP celem uzupełnienia energii. Organizm celem wytworzenia energii ATP na początku wykorzystuje glikogen a później fosfokreatynę. Energia ATP nie jest magazynowana w ciele, dlatego też ważne jest dostarczanie organizmowi na bierząco odpowiednich substancji, które pozwolą na utrzymanie glikogenu w mięśniach, który zostanie wykorzystany w trakcie wysiłku fizycznego do produkcji energii ATP. 

Aby glikogen znajdował się w mięśniach konieczne jest spożywanie węglowodanów

Oszacowano, że w każdej komórce człowieka w ciągu sekundy powstaje 10 milionów cząsteczek ATP. 

W komórkach stale zachodzą procesy i reakcje metaboliczne, w których przetwarzane są składniki chemiczne. Metabolizm obejmuje dwa ciągi reakcji: katabolizm gdzie związki złożone rozpadają się na prostsze wydzielając przy tym energię oraz anabolizm – w trakcie którego zachodzi synteza złożonych związków ze składników prostych. 

Należy zauważyć, iż większość reakcji anabolicznych zachodzi tylko w obecności energii ATP, ponieważ są one endoergiczne (czyli wymagają energii z zewnątrz, aby reakcja mogła w ogóle zajść). Do reakcji anabolicznych należą na przykład synteza białek, kwasów nukleinowych, lipidów, polisacharydów itp. Głównym procesem katabolicznym jest oddychanie komórkowe, podczas którego energia uwalniana jest do zewnątrz (oddychanie tlenowe, beztlenowe, fermentacja).

Oddychanie komórkowe jest wielostopniowym procesem biochemicznym, w którym utleniane są związki organiczne związane z wytwarzaniem energii użytecznej metabolicznie. Oddychanie przebiega w każdej komórce w sposób stały i ciągły, nawet gdy inne procesy metaboliczne zostaną w jakiś sposób zahamowane. U wszystkich organizmów żywych mimo różnic w procesie przebiegu oddychania zestaw przebiegu enzymów katalizujących poszczególne rekacje składające się na oddychanie jest taki sam. Jedynie wirusy nie przeprowadzają procesu oddychania, gdyż są one strukturą na pograniczu żywego organizmu i cząstek chemicznych. 

Substratem w reakcji oddychania komórkowego mogą być wszystkie związki organiczne obecne w komórce, jednak reakcja oddychania komórkowego odbywa się przede wszystkim w utlenianiu cukru w obecności tlenu. Energia uwolniana w tym procesie to energia ATP, związek wysokoenergetyczny, potrzebny do przeprowadzenia wszystkich niezbędnych reakcji chemicznych w komórce. Część energii uwalniana jest w postaci ciepła. 

Podkreślam: najczęściej i najbardziej optymalnym substratem w reakcji oddychania komórkowego jest cukier – glukoza. Tłuszcze oraz białka mogą być włączane chociażby w cykl Krebsa (jeden ze szlaków metabolicznych) – wcześniej jednak tłuszcze muszą być rozkładane w procesie beta-oksydacji a białka muszą być rozłożone na aminokwasy, które zaś pozbawione będą najpierw reszty aminowej. Ketokwasy po odłączeniu reszty aminowej włączane są po przekształceniu w reakcje np. glikolizy, czyli ciągu reakcji biochemicznych w trakcie których jedna cząsteczka glukozy zostaje przekształcona w dwie cząsteczki pirogronianu (jest to ewolucyjnie najstarszy szlak metaboliczny). 

Słusznym więc wnioskiem jest, iż wszystkie niezbędne reakcje chemiczne w komórkach mogą zajść jedynie przy odpowiednim wytworzeniu lub transporcie niezbędnej energii życiowej, która może jedynie zostać wytworzona ze związków zredukowanych do cukrów prostych, niezależnie czy redukcja ta zajdzie przez długi i skomplikowany ciąg rozkładu i transformacji białek lub tłuszczów. Jednakże pamiętajmy, że im dłuższy ciąg przyczynowo-skutkowy reakcji chemicznych tym więcej energii potrzebne jest organizmowi do przeprowadzenia tych reakcji (nawet rozkładu), w związku z czym nieodpowiednie żywienie może spowodować, iż zamiast dostarczać organizmowi niezbędnych składników do zasilania nas w energię życiową, możemy odebrać sobie tą energię i pozbawić organizm możliwości samoregeneracji, z powodu nadmiernego poboru energii w celach przetworzenia złożonych związków chemicznych pochodzących z tłuszczów czy też białka. Nadmierne spożywanie przetworzonego pokarmu ograbi nas z energii, aniżeli zasili, nie pozwoli też na zużytkowanie dodatkowej energii na procesy regeneracyjne (pozbywanie się złogów po np. uszkodzonych, obumarłych komórkach i przemianie materii komórkowej). Nasz organizm nie zregeneruje tkanki mięśniowej po wysiłku (chociażby wejściu po schodach, regeneracji komórek mózgowych), nie odbuduje tkanek zniszczonych w organach witalnych (wątroba, jelita, nerki etc.) oraz nie oczyści nas z nadmiaru toksyn wytwarzanych naturalnie w ciągu dnia przez organizm chociażby w procesie myślenia (zużyte komórki w ciele ulegające rozpadowi). 

Spalanie białek w procesie energetycznym jest równoznaczne ze spalaniem własnego organizmu na zapotrzebowanie energetyczne do wykonania tego procesu. 

Bez pożywienia organizm ludzki może obejść się kilka tygodni lub nawet miesięcy. Bez wody – kilka dni. Bez tlenu, kilka minut. Bez energii ATP, czyli produktu oddychania komórkowego, zaledwie kilka sekund.

Produktami rozkładu glukozy są zawsze dwutlenek węgla i woda. 

W reakcjach redoks do wytworzenia energii ATP jako źródło energii wykorzystywane są cukry proste i złożone oraz lipidy. Substraty złożone muszą wcześniej ulec redukcji (rozkładowi) aby móc brać udział w syntezie ATP. Węglowodany złożone muszą więc ulec rozkładowi na proszte składniki – będą hydrolizować do cukrów prostych czyli monosacharydów takich jak fruktoza czy glukoza. Trójglicerole (tłuszcze) będą hydrolizować do glicerolu i kwasów tłuszczowych.

Podczas oddychania komórkowego, w procesie utleniania jednej cząsteczki glukozy do dwutlenku węgla powstaje energia, dzięki której odnawia się około 30 cząsteczek ATP. 

Najbardziej wydajnym źródłem energii dla komórek jest mitochondrialny łańcuch oddechowy, podczas której wodór łączy się z tlenem dając wodę oraz produkt uboczny reakcji – energię ATP. 

Niedobory energetyczne w organizmie, z powodu których cierpią organy są spowodowane kluczową rolą mitochondriów w pozyskiwaniu energii ATP. Narządy, które wykazują największe zapotrzebowanie energetyczne to te, które kryją w sobie najwiekszą ilość mitochondriów, czyli mózg i komórki nerwowe, serce, wątroba, mięśnie. 

Zaburzenia i uszkodzenia pracy mitochondriów wpływają na powstawanie i rozwój chorób. Niedobór energetyczny w postaci energii ATP powoduje zagłodzenie na poziomie komórkowym, które nie jest równoznaczne z niską wagą, nie objawia się również w żaden dostrzegalny sposób na zewnątrz oprócz coraz silniej występujących symptomów chorobowych, spadku energii etc. Większość dzisiejszego społeczeństwa jest wyniszczona i zagłodzona na poziomie komórkowym, nosząc na sobie skafander opuchłego ciała, które niczym nie zdradza faktycznego stanu ich organizmu. Fatalny finał zagłodzenia komórki skutkuje w jej obumieraniu i mutacji komórkowej, w trakcie której komórka przeistacza się w komórkę atypową – rakową – poprzez uszkodzenie, jakiemu uległa dana komórka w wyniku zagłodzenia, niedotlenienia i samozniszczenia. 

Polecam wszystkim zainteresowanym żywieniem jak i utrzymywaniem naszego organizmu w optymalnym stanie zdrowia do zapoznania się z naukowymi pozycjami takimi jak:

  1. „Podstawy biologii komórki”; Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2005, Bruce Alberts, Dennis Bray (i inni).
  2. „Biochemia”; Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2009; Lubert Stryer, Jeremy M. Berg, John L. Tymoczko. 
  3. „Mitochondria. Diagnostyka uszkodzeń mitochondrialnych i skuteczne metody terapii” wyd. Mito-Pharma, Dr. Bodo Kulliński (pionier praktycznej medycyny mitochondrialnej w Niemczech). 

Zapraszam również do zapoznania się z rzetlenym artykułem naukowym (anglojęzycznym) mówiącym o poborze energii na poziomie komórkowym w związku z odżywianiem człowieka:

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK26882/

Coolbrand 2020