Srdce, energie
Energie pro srdce
Srdce má vysoké nároky na energii
Srdeční sval je jediným svalem v těle, který si nemůže dovolit přestat pracovat. Jeho zastavení znamená smrt. Tomu je přizpůsobena nejen stavba a struktura srdeční svaloviny, ale také i systém zásobování energií. Srdeční tkáň je jednou z nejlépe prokrvených částí těla a to proto, aby byl zajištěn rychlý přísun energetických živin a kyslíku. Podobně je na tom mozková tkáň. Buňky srdce i mozku jsou mimořádně dobře vybaveny systémem přeměny krevního cukru glukózy, v biochemii se tento mechanismus označuje jako glykolýza.
Glykolýza je pro buňky málo efektivní
Glykolýza je metabolická dráha, která umožňuje získávat energii buňkám i při úplné absenci kyslíku. Bez kyslíku to jde jen krátkou dobu, protože zisk energie je v tomto případě velmi malý a navíc se významně okyseluje vnitřní prostor buňky vlivem produkce kyseliny mléčné, která v konečném důsledku rychle navodí stav únavy.
Buňky srdce odvádí velkou práci, k tomu potřebují hodně energie, a proto jsou vybaveny tak, aby glykolýza probíhala s co nejvyšším ziskem energie. A to se právě děje za účasti kyslíku. Proto se na glykolýzu napojuje další metabolická dráha, jejímž hlavním cílem je zisk vodíku. Jako konečný produkt přeměny glukózy nevzniká tedy kyselina mléčná, ale voda a oxid uhličitý.
Jen pro zajímavost, 1 mol glukózy (asi 180 g) je schopen dodat bez přítomnosti kyslíku energii asi 60 kJ. Je-li však přítomen kyslík, je zisk energie přibližně 1.140 kJ. Tedy přibližně 19 x vyšší. Není účelné pracně získávat a transportovat velké množství materiálu (v tomto případě glukózy) pro to, aby byla zajištěna potřebná dodávka energie. Naopak snahou je vytěžit z co nejmenšího množství glukózy maximum možné energie. Proto je srdeční sval tak důkladně protkán sítí krevních cév a kapilár.
Srdeční tkáň je silně prokrvována
Srdce je prvním orgánem, který přichází do styku s okysličenou krví přivedenou z plic. Celý srdeční sval je dokonale obepnut systémem koronárních tepen (corona = věnec), který ihned přivádí i do nejzašších míst dostatek kyslíku. Kyslík prostupuje dovnitř buněk, je přiváděn až k mitochondriím, zde je aktivován za vzniku kyslíkového radikálu a takto aktivovaný je schopen reagovat pro buňku žádoucím způsobem.
Nejvíce energie získáváme při slučování vodíku s kyslíkem
Buňka musí dostat vhodné živiny, ze kterých si dokáže získat aktivní vodík, a který se pak slučuje s kyslíkem za vzniku vody. Tvorba vody je nejdůležitější energetickou reakcí v těle, tento proces je v konečném důsledku shodný s procesem odehrávajícím se ve vodíkové bombě. Dokonalost živého organismu je v tom, že tento proces dokáže řídit, energii získávat postupně a ukládat ji do formy, která umožňuje provádět určité chemické reakce, jejichž důsledkem je mechanická činnost např. svalových buněk.
Energie, která se při tomto slučování uvolňuje je tak vysoká, že kdyby se měla uvolnit naráz, žádná živá buňka by to nebyla schopna zvládnout. Proto v mitochondriích probíhá systém řízeného slučování, jehož podstatou je postupný zisk energie a jeho ukládání do energeticky bohatých chemických vazeb.
Klíčovou sloučeninou je koenzym Q
V biochemii se systém řízeného slučování kyslíku s vodíkem označuje jako dýchací řetězec a jednou z klíčových látek tohoto systému je ubichinon, známý spíše jako koenzym Q. Bez něho nemůže dýchací řetězec pracovat. Čím více srdce pracuje, tím má větší potřebu energie a tím více kyslíku a vodíku se musí sloučit. Toto slučování může proběhnout až po předchozí aktivaci vodíku i kyslíku. Geniálnost živých buněk spočívá v tom, že tuto aktivaci vzájemně provázaly. Při aktivaci vodíku se totiž atomu vodíku odebere elektron a tento se šikovným způsoben předá atomu kyslíku, čímž dojde i k jeho aktivaci. Bez ubichinonu není ale aktivace vodíku prakticky možná. Proto je pro efektivní zisk energie ubichinon nepostradatelný.
Koenzym Q si tělo dokáže vyrobit samo
Tělo si samo vyrábí potřebné množství ubichinonu. Jeho produkce je však závislá na fyzické aktivitě člověka. Má-li člověk nízkou pohybovou aktivitu, jeho tělo nevyžaduje vyšší dodávku energie a zcela logicky vytváří jen tolik ubichinonu, kolik na pokrytí svých energetických potřeb vyžaduje. Trénovaný a zatěžovaný organismus má i vyšší produkci ubichinonu. Jeho produkce je však limitovaná a s přibývajícím věkem i přirozeně výkonnost organismu v produkci ubichinonu klesá. Proto lidé se zvýšenou potřebou energie (sportovci, po prodělaném onemocnění, v rekonvalescenci, starší občané a také v případech požadavku na posílení srdeční činnosti) by měli zajistit zvýšený přísun ubichinonu například vhodným doplňkem stravy.
Zdrojem vodíku jsou různé sloučeniny
Nejvyšší obsah vodíku mají mastné kyseliny obsažené v tucích. Proto jsou tuky i energeticky nejbohatší a naše tělo má tendenci ukládat nadbytečnou energii právě v tucích. Dalším zdrojem vodíku jsou cukry a v omezené míře i bílkoviny. Rozklad tuků je však pomalý a pomalý je i transport mastných kyselin na místo určení. Proto tělo začíná významněji využívat zásobní tuky jako zdroje energie až po několika minutách (průměrně po 20 až 25 minutách) zvýšené zátěže. Hlavním energetickým zdrojem se tak stává glukóza, která je rychle mobilizovatelná, velice rychle je rozložitelná až na potřebný vodík a při jejím rozkladu nevznikají kromě vody a oxidu uhličitého žádné další metabolické zplodiny. Tyto naopak vznikají při rozkladu bílkovin, a proto jsou bílkoviny jako zdroj energie organismem využívány až v krajním případě. Rychlou dodávku glukózy do svalů ovlivňuje aktivovaný inzulín, proto je tak důležitá přítomnost trojmocného chrómu v přípravcích určených k posílení činnosti srdce. Trojmocný chróm totiž aktivaci inzulínu umožňuje.
Získávání vodíku vyžaduje zapojení mnoha systémů
Získání kyslíku je poměrně jednoduchý proces spočívající v navázání kyslíku na červené krvinky v plících a přenos k buňkám, kde se zase uvolní. Získat vodík je pro tělo mnohem obtížnější, jedná se o proces přísně řízený a regulovaný a zapojuje se do něj mnoho enzymů a dalších látek. Aby mohly enzymy odvést svoji práci, musí být aktivovány. Tuto aktivaci obstarávají některé vitamíny a minerální prvky. Získávání vodíku spočívá v postupném rozkladu živin a současné likvidaci metabolických zbytků. Mastné kyseliny obsahují uhlík a vodík, proto je metabolickým zbytkem uhlík, který se likviduje jako oxid uhličitý. Glukóza obsahuje uhlík, vodík a kyslík, v tomto případě je nutno odstranit uhlík a kyslík, které se likvidují jako oxid uhličitý a voda. V případě bílkovin je nutno vedle uhlíku a kyslíku likvidovat ještě dusík, a to cestou uvolňování čpavku a jeho následné přeměny na močovinu.
Kyslíkový radikál může škodit
Vznik kyslíkového radikálu je nezbytnou podmínkou pro získávání energie cestou dýchacího řetězce. Naproti tomu je kyslíkový radikál pro živou buňku smrtelnou hrozbou. Proto v každé buňce existuje dokonalý systém ochrany. Pokud tento systém pracuje za optimálních podmínek, dokáže buňku před škodlivým účinkem kyslíkového radikálu spolehlivě ochránit. V okamžiku, kdy je tento systém z jakéhokoliv důvodu ve své činnosti omezen, může dojít k nekontrolovanému působení tohoto radikálu, tento reaguje s jinými sloučeninami, než je pro buňku žádoucí. V důsledku těchto nekontrolovaných reakcí mohou vzniknout látky, důsledkem jejich působení může být vyvolání mutací a následně nekontrolovaného dělení buněk. Vzniká nádorové onemocnění. Důležitou a podle získaných poznatků snad i rozhodující složkou tohoto ochranného systému je enzym glutathionperoxidáza, jehož efektivní působení je podmíněno přítomností selenu. Zesilující účinek má vitamín E, i když bez selenu sám o sobě aktivovat glutathionperoxidázu nedokáže. Právě z tohoto důvodu by neměl v žádném kvalitním doplňku stravy určeném pro posílení činnosti srdce selen a vitamín E chybět.
Hořčík má zásadní roli při svalové práci
Energie získaná při spalování živin (reakce vodíku s kyslíkem je vlastně biologické spalování) musí být vhodným způsobem uložená, aby mohla být použita v okamžiku potřeby. V živém organismu se ukládá ve formě energeticky bohaté chemické vazby (v biochemii označované jako makroergická vazba). Sloučenin, které takto dokážou v sobě fixovat energii, je několik. Nejdůležitější je ale ATP neboli adenosintrifosfát.
Obdrží-li sval signál ke stahu (kontrakci), dojde k aktivaci enzymu ATPázy, následnému rozštěpení makroergické vazby adenositrifosfátu a díky této dodávce energie se svalové vlákno stáhne. Bez aktivace ATPázy však tento proces nemůže proběhnout. K aktivaci ATPázy dojde navázáním hořčíku na tento enzym. Hořčík je zásadní prvek pro činnost svalů, protože umožňuje uvolňování energie vázané do makroergické vazby. Je-li hořčíku málo, objevují se svalové křeče, v případě srdce arytmie, což je vlastně nepravidelný rytmus srdečních stahů. Analýzy ukazují, že průměrnou stravou běžný středoevropan zajišťuje přísun asi 70% celkové denní potřeby hořčíku. Proto jsou ve vyspělých zemích tak vysoké počty úmrtí na selhání srdce. Zajištění přísunu minimálně 100 mg hořčíku (nejlépe ve formě mléčnanu) denně ve formě vhodného doplňku stravy by mělo být stejnou samozřejmostí, jako je například denní čistění zubů.
Související články
Co je koenzym Q10 a jak působí?
Odkazy
Při zpracovávání textů a grafické stránky článků byly využity podklady z odborné literatury a internetu. Převzaté obrázky byly graficky upraveny pro potřeby tohoto webu. Kreslené obrázky podléhají autorským právům. Seznam použité literatury naleznete zde.