A zsírok és fehérjék energiakibocsátása a biológia hallgatói szótár tanulási segédletében
A szénhidrátok mellett a fehérjék és a zsírok is energiát szolgáltatnak az élőlények anyagcseréjéhez. A zsírok elsősorban az élelmiszerek fontos energiaforrásai. Több mint kétszer annyi energiát szolgáltatnak, mint a fehérjék és a szénhidrátok tömegegységenként. A fehérjék a szervezet saját fehérjeszintéziséhez használt aminosavakat biztosítanak. A felesleges aminosavak lebomlanak az energia felszabadulásával (glükózzá).
Az emberek az anyagcseréhez szükséges energiát az elfogyasztott ételből nyerik. Az exogén tápanyagok lebomlanak, és a bennük található energia felhasználásával (heterotróf asszimiláció) a test saját anyagává alakulnak. A felszívódó exogén anyagok szénhidrátok, zsírok és fehérjék. Lenyelés után először megemésztődnek a szervezetben, amelynek során a nagy molekulájú, vízben oldhatatlan élelmiszer-komponenseket alacsony molekulájú, vízben oldódó komponensekre bontják, hogy a test felszívódhasson. Az enzimek itt fontos szerepet játszanak. A sejtekben a test saját anyagai szintetizálódnak a kis molekulatömegű építőelemekből, amelyeket a vér és a nyirok szállítanak.
A szénhidrátok, zsírok és kisebb mértékben a fehérjék az energia felszabadítására szolgálnak.
A zsírok az anyagcsere-energia rendkívül koncentrált raktárai. Teljes mértékben oxidálódva a zsírsavak körülbelül 38 kJ/g szénhidrátot és a fehérjék mintegy 17 kJ/g-ot szolgáltatnak. Ez a nagy különbség az energiahozamban abból adódik, hogy a zsírok vízmentesen tárolhatók, de a szénhidrátok és a fehérjék hidratált formában vannak. A zsírok ezért ideális tárolóanyagok, mivel ozmotikusan hatástalanok, vízmentes formában lerakódhatnak és redukált formában vannak jelen.
Egy példa:
Egy 70 kg súlyú férfi üzemanyagtartalma 40 000 kJ zsír formájában, 100 000 kJ fehérje formájában (főleg az izmokban), 2500 kJ glikogénként és 160 kJ glükóz formájában.
A zsírok aránya testtömegéből körülbelül 11 kg-ot tesz ki. Ha a benne lévő energiát kizárólag glikogénként tárolják, a férfi súlya 55 kg-mal nagyobb (a glikogén még mindig 2 g vizet köt meg grammonként).
Zsírhasadás (lipolízis)
A zsírok kiváló energiatárolók. Ha nem használják fel azonnal a lenyelés után, úgynevezett zsírlerakódásokban tárolják őket. Ha sokáig nem fogyaszt szénhidrátot, visszaeshet ezekre a tartalékzsírokra. A szükséges energiát ezután kapják tőlük.
Az ember számára legfontosabb energiatározóként az étellel elfogyasztott zsírokat vagy vízmentes állapotban tárolják, vagy acetil-koenzim A-re bontják, miután β-oxidációval glicerinné és zsírsavakká osztódnak. A zsírok állati és növényi (olaj) zsírként érkeznek. Az emésztőenzimek (lipázok) katalizálásával a vékonybélben lebomlanak glicerinné és szabad zsírsavakká. Az e folyamat során felszabaduló energiát például hőforrásként használják a hibernált állatok számára, legfeljebb hat hónapig.
A zsíranyagcsere szorosan összefügg a szénhidrát anyagcserével. A zsírsavak hasításával képződött glicerin foszforilezés után beilleszthető a glikolízisbe. A β-oxidációval képződött acetil-koenzim A szintén lebomlik a citromsav ciklusban.
Fehérjebontás (proteolízis)
A fehérjék a gyomor-bél traktusban vagy intracellulárisan bomlanak le hidrolízissel. A bélfalon keresztüli felszívódás után az aminosavak a véren keresztül eloszlanak az egész szervezet sejtjeiben. Mivel az aminosavak nem tárolhatók, ezeket azonnal felhasználják új fehérjék előállításához vagy eltávolítják a testből. A nitrogén karbamiddá alakul és kiválasztódik a vizelettel. A szénhidrátok vagy lipidek szintézise mellett a szénkereteket használják az ATP képződéséhez (energia felszabadulás).
Egy felnőtt napi 300-400 g fehérjét bont. Az étellel bevitt fehérjék mintegy 90% -a speciális enzimek (proteázok) segítségével peptiddarabokra és szabad aminosavakra bomlik, amelyeket felszívódás után a test saját fehérjéinek építőelemeként használnak. Számos különböző specifitású enzimnek együtt kell működnie a teljes lebontás érdekében.