Ihmisen elimistön energiatalous

Transkriptio

1 Ihmisen elimistön energiatalous Jari Kolehmainen Kouvolan iltalukio & Kouvolan Lyseon lukio 2009

2 Painoindeksi = BMI (Body Mass Index) = paino (kg) jaettuna pituuden (m) neliöllä lievä lihavuus (tai hyvin lihaksikas tai turvotuksesta kärsivä): BMI 25,0 29,9 merkittävä lihavuus (kuolemanriski selvästi suurentunut): BMI 30,0 34,9 vaikea lihavuus: BMI 35,0 39,9 sairaalloinen lihavuus: BMI > 40,0

3 Nälkä ja ruokahalu hypotalamuksessa nälkä ja kylläisyysalueet (vrt. eläinkokeet) veren glukoosipitoisuutta vähentää insuliini veren glukoosipitoisuutta lisäävät glukagoni, kilpirauhashormonit, kasvuhormoni somatotropiini ja adrenaliini

4 maksassa glykogeenia n. 100 g lihaksissa glykogeenia n. 400 g perusaineenvaihdunta kuluttaa glykogeenia noin 100 g / 5 tuntia glukoneogeneesi = glukoosin uudismuodostus maksassa amino ja maitohapoista glukagonin ja kortisolin sekä sympaattisen hermoston vaikutuksesta

5 Ravinnonoton lyhyen tähtäimen säätely a) Glukostaattinen teoria = hypotalamuksen kylläisyysalueiden glukoreseptorit stimuloivat kylläisyysaluetta veren runsaan glukoosin seurauksena b) Suolistohormoniteoria = suolistohormonit (erityisesti kolekystokiniini eli pankreotsymiini eli CCK) vaikuttaa hypotalamukseen näläntunnetta vähentävästi

6 c) Termostaattinen teoria = elimistön lämpötila vaikuttaa ruokahaluun (kylmyys lisää, kuumuus esim. kuumeessa vähentää) d) Tavat ja tottumukset, esim. ruokailu d) Tavat ja tottumukset, esim. ruokailu tiettyyn kellonaikaan

7 Ravinnonoton pitkän tähtäimen säätely Lipostaattinen teoria = hypotalamus toimii lipostaattina, rasvamäärän säätelijänä jos elimistö poikkeaa hypotalamuksen säätelemästä rasvamäärästä, näläntunteen muutokset palauttavat normaalitilanteen/tavoitepainon (sairauden tai laihdutuskuurin laihduttama ihminen syö päivittäin normaalia enemmän, kunnes tämä on saavutettu) viesti elimistön rasvakudoksen määrästä välittyy hypotalamukseen leptiiniproteiinin (sitä erittyy vereen sitä enemmän, mitä suurempi on rasvakudoksen määrä), insuliinin ja useiden muiden polypeptidien sekä katekoliamiinien välityksellä

8 Anabolinen tila = elimistö rakentaa varastoja (energian saanti kulutusta suurempaa) tähän liittyy usein myös positiivinen tähän liittyy usein myös positiivinen typpitasapaino ja positiivisia mineraalitasapainoja (elimistöön tulee niitä enemmän kuin poistuu)

9 Lyhytkestoinen anabolinen tila joka aterian jälkeen insuliinin vaikutus runsaan hiilihydraattiaterian jälkeen verenkierron insuliini glukagonisuhde 70:1

10 Pitkäkestoinen anabolinen tila kasvavalla lapsella, laihtumista aiheuttaneen sairauden jälkeen jne. lihavuus eli obesitas

11 Lihavuus omenavartalo (vatsa) päärynävartaloa (lantio) haitallisempi insuliinin huono teho kudoksissa (samoin kuin tyypin II diabeteksessa) leptiini ei jostakin syystä tehoa hypotalamukseen perinnöllisyyden merkitys kaksostutkimusten mukaan jopa 2/3 sairauksien riski: tyypin II diabetes, hypertensio (kohonnut valtimoverenpaine), MBO (metabolinen oireyhtymä), sepelvaltimotauti, aivoverenkierron häiriöt, uniapnea, kihti (elimistöön kertynyt liikaa virtsahappoa ja sen suolamuoto uraattia, saostuu usein isovarpaan tyviniveleen, jossa lämpötila on esim. keskivartaloa alhaisempi), rasvamaksa, polvinivelrikko, astma, rintasyöpä, kohdunrunkosyöpä, paksusuolisyöpä, munuaissyöpä

12 Katabolinen tila = elimistö kuluttaa varastoja (energian kulutus saantia suurempaa) tähän liittyy usein myös negatiivinen typpitasapaino ja negatiivisia mineraalitasapainoja (elimistöstä poistuu niitä enemmän kuin tulee)

13 Lyhytkestoinen katabolinen tila aina pitkän ajan kuluttua ateriasta glukagonin (ja adrenaliinin) vaikutus paastotun yön jälkeen insuliini glukagonisuhde 2:1 pitkän nälkätilan jälkeen insuliinia vähemmän kuin glukagonia glukoneogeneesi tehostuu jo ennen glykogeenivarastojen loppumista maksan glykogeenivarastojen tyhjentyessä alkaa lipolyysi eli rasvojen irrottaminen rasvavarastoista

14 Pitkäkestoinen katabolinen tila nälkiintyminen, pitkäaikaissairaudet, vanhuus (vaihdevuodet: anaboliset hormonit vähenevät, kortisolin eritys ei muutu) usein tähän liittyy osteoporoosi (luuston kalsiumin väheneminen) marasmus eli marasmi = kaikkien ravintoaineiden puute, luurankomainen laihuus kvasiorkor = proteiinien puute, turvonnut maha laihuudesta huolimatta (verisuonistossa ei ole tarpeeksi proteiineja pitämään nestettä verisuonistossa osmoottisella paineellaan)

15 Metabolinen oireyhtymä (MBO) poikkeavuuksia glukoosi, insuliini ja rasvaaineenvaihdunnassa kohonnut verenpaine keskivartalolihavuus (yleisin ja ensimmäinen oire) triglyseridien kertyminen maksaan, lihassoluihin ja verisuonten seinämiin komplikaatioina sydän ja verisuonitaudit sekä tyypin II diabetes

16 Tyypin I diabetes = insuliinia tuottavien solujen tuhoutuminen ja siten insuliinin puute

17 Tyypin II diabetes = insuliiniresistenssi eli insuliinin vaikutuksen heikkeneminen, ns. insuliinista riippumaton sokeritauti (tosin samanaikaisesti voi olla häiriintynyt ja riittämätön insuliinieritys) diabeteksen yleisempi muoto voimakkaasti perinnöllinen

18 Diabeteksessa kohonnut verensokeripitoisuus aiheuttaa kohdeelinten ja solujen vaurioita: glykolysoituneet proteiinit (glukoosia kiinnittynyt proteiineihin) silmän verkkokalvolla (verenvuodot lisääntyvät, näkö heikentyy) munuaisten verisuonissa (verisuonten seinämien läpäisevyys lisääntyy, aineiden poistuminen virtsaan heikkenee) neuropatia eli hermomuutokset, kosketus ja kiputunnon heikkeneminen autonomisen hermoston toimintahäiriöt (verenpaineen säätely heikkenee, huimausoireita noustaessa makuuasennosta istumaan) rasva aineenvaihdunnan häiriöt korkea veren LDL pitoisuus (ateroskleroosi valtimoissa)

19 Diabeteksen hoito tupakoimattomuus painonhallinta oikea ravinto säännöllinen liikunta verenpaine ja kolesterolilääkkeet veren glukoositasoa alentava tabletti tai insuliinipistoshoito

20 Lähteet Happonen, Holopainen, Sariola, Sotkas, Tenhunen, Tihtarinen Ulmanen & Venäläinen: Bios 4, Ihmisen biologia. WSOY Hiltunen, Holmberg, Kaikkonen, Lindblom Ylänne, Nienstedt & Wähälä: Galenos, Ihmiselimistö kohtaa ympäristön. WSOY Nienstedt, Arstila & Hänninen: Ihmisen fysiologia ja anatomia. WSOY 2008.