1.4 Förbränning av mat

Våra kroppar använder energi till massor med saker; såväl kemiska processer som värmeproduktion kräver energi. Mycket energi används också till att upprätthålla saltbalanser och så kallade pH-gradienter. pH-gradienter är skillnader i surhetsgrad mellan olika utrymmen i kroppens celler. Att cellen vill ha olika pH i olika delar beror på att olika kemiska reaktioner fungerar olika bra vid olika pH. Skillnader i pH används också av mitokondrierna när de ska omvandla den kemiska energin i protein, kolhydrater och fett till ATP (adenosintrifosfat) som är den sista kemiska energiformen innan energin omsätts i värme, rörelse eller annan kemisk reaktion.

ATP – den minsta gemensamma nämnaren

Trots att all mat som vi stoppar i oss ser olika ut och påverkar vår hälsa på olika sätt bryts all mat ned till ATP när kroppen ska utvinna energi ur den. ATP är en instabil förening, och instabiliteten beror på att den är proppfull med energi. Om cellen inte använder ATP:t faller det ganska snabbt sönder och bildar ADP (adenosindifosfat) och fritt fosfat. ADP är mindre energirik än ATP och överskottsenergin frigörs som värme eller används till muskelarbete eller andra kemiska processer.

Våra kroppar förbrukar stora mängder med ATP varje dag. Uppskattningar som har gjorts visar att vi förbrukar mer ATP varje dag än vår egen kroppsvikt! Trots det har vi endast ett par fjuttiga gram lagrat i våra kroppar. Detta innebär att våra celler måste återbilda ATP i en rasande takt.

Produktionen av ATP ansvarar mitokondrierna för. Att kunna producera denna jättemängd av maten vi stoppar i oss ställer naturligtvis stora krav på mitokondrierna. Den minsta lilla sekund som ATP inte skulle vara närvarande vore katastrofalt för cellen, och skulle resultera i celldöd. ATP produceras i olika energiutvinnande processer. De viktigaste är citronsyracykeln, glykolysen och beta-oxidationen.

Citronsyracykeln – livets cykel

Citronsyracykeln är ett samlingsnamn på de reaktioner som bryter ned näringsämnen och utvinner energi ur dem. Dessa reaktioner sker i cellernas mikroskopiska kraftverk, mitokondrierna, som är belägna inne i cellerna (som du kunde läsa om i kursboken Modern Näringslära sidan 15).

Innan näringsämnena kan gå in i citronsyracykeln måste de brytas ned till en så kallad trekolsförening, pyruvat. Pyruvatet bryts sedan ned i olika steg, och i det sista bildas något som kallas Acetyl-Coa. Vid varje steg frigörs ATP eller så kallade reducerade kofaktorer som också kan användas som energi av cellen. De reducerade kofaktorerna är en annan form av lagringsenergi än ATP, där den lagrade energin utgörs av extra elektroner. Elektronerna kan sedan avges vid andra ATP-producerande reaktioner. Cykeln slutar med att oxaloacetat bildas. Oxaloacetatet paras sedan ihop med Acetyl-CoA och ett nytt varv i cykeln påbörjas. Slutprodukten i citronsyracykeln är hela tiden koldioxid och vatten.

De energigivande näringsämnena bryts ned på olika sätt

Protein, fett och kolhydrater kan alla ge oss energi. Men eftersom de skiljer sig mycket åt rent kemiskt bryts de ned helt olika. När det gäller protein, och även i viss mån fett, använder kroppen inte bara dessa näringsämnen som energikälla utan även som byggstenar i kroppen.

Kolhydrater

Den vanligaste kolhydraten vi får i oss är glukos, antingen som fritt glukos (det vill säga enstaka glukosmolekyler) eller i form av långa glukoskedjor som vi kallar för stärkelse. När cellen ska utvinna energi ur kolhydrater bryts de ned till glukos i magen, vilket sedan transporteras med blodet till kroppens alla celler. I cellerna bryts glukosen ned till pyruvat i en process som kallas för glykolys. Själva glykolysen sker utanför mitokondrierna i cellens vattenfyllda inre. Det nybildade pyruvatet transporteras sedan in i mitokondrierna där det bryts ned i citronsyracykeln. De slutgiltiga restprodukterna av kolhydratnedbrytningen är koldioxid som vi andas ut och vatten som vi förlorar genom urin, svett och som vattenånga i utandningsluften.

Om syresättningen av kroppens muskler inte hinner med, som vid exempelvis hård fysisk träning, uppstår en så kallad syreskuld i musklerna. När detta sker finns det inte tillräckligt med syre för att bryta ned glukos på vanligt sätt. I stället för koldioxid och vatten bildas då mjölksyra. Mjölksyran transporteras till levern där den kan återbildas till glukos. När mjölksyra bildas har vi gått över det som ofta kallas för mjölksyratröskeln.

Protein

Protein används av kroppen i första hand som byggsten, men kan också fungera som en energikälla. Hur protein används i energiutvinningen beror på vilka aminosyror som ingår i proteinet i fråga. Eftersom protein innehåller kväve handlar de första stegen i proteinets nedbrytning om att kvävet tas bort från de ingående aminosyrorna (annars kan energi inte utvinnas ur dem). Sedan omvandlas den resterande molekylen, kallad ketosyra, till pyruvat som sedan kan brytas ned i citronsyracykeln. Många av de reaktionssteg som sker innan proteinet har blivit pyruvat kostar energi och detta innebär att en relativt stor del av proteinets energiinnehåll går förlorat som värme och inte kan användas av kroppen som energi – något som förstås inte är helt fel om man vill gå ned i vikt.

Fett bryts ned genom beta-oxidation

Fett har mycket stor betydelse både som byggsten och som energikälla. Fett använder vi hela tiden som bränsle och under vila tillgodoses nästan hela vårt energibehov av fett. När vi sedan ökar den fysiska aktiviteten förbränner vi även andra näringsämnen, som protein och kolhydrater, men fettet ligger alltid kvar i bakgrunden och förser oss med energi.

Eftersom fett består av långa kedjor av kol måste dessa kedjor brytas ned till mindre beståndsdelar innan de kan förbrännas. Nedbrytningsprocessen kallas för beta-oxidation och äger också rum inne i mitokondrierna. I den här processen bryts fett ned i mindre, endast två kolatomer långa, bitar som omvandlas till ämnet acetyl-CoA som sedan kan gå in i citronsyracykeln för fortsatt energiutvinning. Även beta-oxidationen alstrar energi i form av ATP. Mer om de energigivande näringsämnenas funktioner och egenskaper kan du läsa om i nästa avsnitt.

Protein bildar socker, socker bildar fett!

Kroppen strävar hela tiden efter utjämning. Äter du mer protein än vad kroppen behöver kommer kroppen att öka förbränningen av protein och omvandla en del överskottet till socker. Omvandlingen kallas för glukoneogenes och sker i levern. Omvandlingstakten är långsam, vilket får till följd att nybildat socker långsamt portioneras ut i blodet. På så sätt kan man nästan säga att protein fungerar som en långsam kolhydrat. Det är sannolikt den här mekanismen som utgör en del av den starka mättnadseffekten som man får av protein.

Äter du mer kolhydrater än vad kroppen kan förbränna eller lagra in som glykogen i muskler och fett, kommer det att omvandlas till fett. Det fett som bildas av kolhydrater är mättat fett, ungefär samma kvalitet som grisfett. Omvandlingen av kolhydrater till fett kallas för liponeogenes.

Energiprocent

Energiprocent är ett begrepp som anger fördelningen mellan olika energigivande näringsämnen, dvs hur mycket energi kommer från protein, kolhydrater och fett. Detta är ofta mer intressant än att veta viktprocenten, dvs innehållet av olika näringsämnen räknat i gram per 100 gram. I studier och i rekommendationer från myndigheter används ofta energiprocent.

Om du känner dig redo att testa dina kunskaper på detta kapitel så hittar du delprovet i menyn!