Počas hladovania pečeň udržiava hladinu glukózy v krvi dvoma hlavnými mechanizmami:
- glykogenolýzou – rozkladom zásobného glykogénu;
- glukoneogenézou – tvorbou novej glukózy z látok, ktoré nie sú sacharidy.
Najprv prevažuje rozklad glykogénu. Čím dlhšie hladovanie trvá a čím viac sa pečeňový glykogén vyčerpáva, tým dôležitejšia je glukoneogenéza. NIH – regulácia pečeňovej glukoneogenézy
Prvá fáza: rozklad glykogénu
Po poslednom jedle klesá inzulín a postupne stúpa glukagón. Glukagón vyšle pečeni signál, aby začala rozkladať glykogén – rozvetvenú zásobu glukózy uloženú v pečeňových bunkách.
Proces prebieha takto:
- glykogén sa rozkladá na glukózové jednotky;
- vzniká glukóza-6-fosfát;
- pečeň ho premieňa na voľnú glukózu;
- glukóza odchádza do krvného obehu.
Pečeň má enzým glukóza-6-fosfatáza, ktorý jej umožňuje uvoľniť voľnú glukózu do krvi. Svaly tento enzým nemajú, preto svoj glykogén využívajú predovšetkým pre vlastnú činnosť. American Diabetes Association – tvorba glukózy v pečeni a obličkách
Druhá fáza: tvorba novej glukózy
Keď sa pečeňový glykogén postupne míňa, pečeň začne vyrábať glukózu z iných látok. Tento proces sa nazýva glukoneogenéza.
Využíva najmä:
- laktát zo svalov a červených krviniek;
- glycerol z rozkladu tukov;
- alanín a ďalšie glukogénne aminokyseliny;
- pyruvát;
- ďalšie medziprodukty metabolizmu.
Nejde o premenu tuku na glukózu ako celku. Z tuku môže vzniknúť glycerol, ktorý pečeň na glukózu použiť vie, ale väčšina mastných kyselín sa premieňa na acetyl-CoA a slúži skôr ako palivo alebo na tvorbu ketolátok. StatPearls – glukoneogenéza
Ako spolupracujú jednotlivé orgány
Svaly
Pri hladovaní svaly uvoľňujú laktát a alanín. Pečeň ich použije na tvorbu novej glukózy.
Tukové tkanivo
Tukové bunky uvoľňujú mastné kyseliny a glycerol. Mastné kyseliny dodávajú energiu pečeni a glycerol môže vstúpiť do glukoneogenézy.
Pečeň
Pečeň premieňa dostupné substráty na glukózu a uvoľňuje ju do krvi.
Obličky
Pri dlhšom hladovaní sa na tvorbe glukózy významnejšie podieľajú aj obličky. Pečeň však zostáva hlavným orgánom najmä v skorších fázach hladovania. American Journal of Physiology – pečeňová a obličková glukoneogenéza
Úloha hormónov
Inzulín klesá
Nízka hladina inzulínu odstraňuje signál, ktorý po jedle podporuje ukladanie glukózy a tlmí jej tvorbu v pečeni.
Glukagón stúpa
Glukagón podporuje:
- rozklad pečeňového glykogénu;
- glukoneogenézu;
- uvoľňovanie glukózy do krvi;
- využívanie tukov ako paliva.
Adrenalín a kortizol
Pri strese, intenzívnom cvičení alebo hypoglykémii sa môžu zvýšiť adrenalín a kortizol. Tie podporia mobilizáciu energetických zásob a tvorbu glukózy.
Časový priebeh
Časovanie sa líši podľa posledného jedla, fyzickej aktivity, zásob glykogénu a metabolického zdravia, ale orientačne:
- prvé hodiny po jedle: glukóza pochádza najmä z prijatého jedla;
- počas noci: výrazne sa uplatňuje pečeňový glykogén a glukoneogenéza;
- po približne 18–24 hodinách: glukoneogenéza má čoraz väčší význam;
- pri dlhšom hladovaní: zásoby glykogénu sú výrazne vyčerpané a tvorba novej glukózy prevažuje.
Počas dlhšieho hladovania sa zároveň zvyšuje tvorba ketolátok. Mozog ich začne využívať ako čiastočný zdroj energie, čím sa znižuje potreba glukózy a šetria sa bielkoviny. StatPearls – glukoneogenéza
Prečo pečeň nevytvorí „neobmedzené“ množstvo glukózy
Tvorba glukózy je regulovaná podľa potreby. Ak by pečeň uvoľňovala príliš veľa glukózy, vznikla by hyperglykémia.
Pri inzulínovej rezistencii však pečeň môže pokračovať v tvorbe a uvoľňovaní glukózy aj vtedy, keď je jej v krvi už priveľa. Spolu so zníženým príjmom glukózy do svalov to prispieva k zvýšenej glykémii pri cukrovke 2. typu. Nature – regulácia metabolizmu glukózy z pohľadu pečene
Dôležitá poznámka k hladovaniu
Bežné nočné hladovanie je normálna súčasť metabolizmu. Dlhé hladovanie alebo výrazné obmedzenie jedla však nemusí byť vhodné pre každého, najmä pri:
- tehotenstve alebo dojčení;
- cukrovke;
- užívaní inzulínu či liekov znižujúcich glykémiu;
- poruche príjmu potravy;
- ochorení pečene alebo obličiek;
- nízkej hmotnosti;
- dospievaní.
Pri týchto stavoch môže hladovanie spôsobiť hypoglykémiu, dehydratáciu alebo neprimeraný rozpad svalových bielkovín.
Záver
Počas krátkeho hladovania pečeň najprv rozkladá vlastný glykogén a uvoľňuje glukózu do krvi. Keď sa zásoby zmenšujú, tvorí novú glukózu z laktátu, glycerolu a aminokyselín. Tento systém udržiava prísun glukózy pre mozog, červené krvinky a ďalšie tkanivá, zatiaľ čo väčšina tela postupne viac využíva tuky a ketolátky. NIH – glukoneogenéza pri hladovaní
