Chuyển hóa tinh bột: Tạo nguồn năng lượng quan trọng cho cơ thể

1. Lưu trữ glucose dưới dạng glycogen

Sau bữa ăn, lượng glucose trong máu tăng lên, các tế bào gan liên kết các phân tử glucose dư thừa lại với nhau thành các chuỗi nhánh dài của glycogen thông qua các phản ứng ngưng tụ. Khi lượng glucose trong máu giảm xuống, các tế bào gan thủy phân glycogen thành các phân tử glucose đơn lẻ và giải phóng chúng vào máu. Như vậy, glucose sẽ sẵn sàng để cung cấp năng lượng cho não và các mô khác bất kể người đó có ăn gần đây hay không.

Gan chứa khoảng 1/4 tổng lượng glycogen của cơ thể và giải phóng glucose vào máu khi cần thiết. Các tế bào cơ cũng lưu trữ glucose dưới dạng glycogen (3/4 còn lại), nhưng cơ bắp chủ yếu dùng nguồn dự trữ của chính mình trong khi tập thể dục. Tuy nhiên, các tế bào cơ gián tiếp có thể khôi phục lại mức glucose trong máu bằng cách sản xuất glucose từ glycogen. Não duy trì một lượng nhỏ glycogen, được cho là nguồn dự trữ năng lượng khẩn cấp trong những thời điểm thiếu hụt glucose nghiêm trọng.

2. Sử dụng glucose để lấy năng lượng

Glucose tạo nguồn năng lượng cho hầu hết các tế bào cơ thể và là nguồn năng lượng ưu tiên cho các tế bào não, tế bào thần kinh khác. Bên trong tế bào, một loạt các phản ứng có thể phân tách glucose thành các hợp chất nhỏ hơn, những hợp chất này lại cung cấp năng lượng khi bị phân hủy hoàn toàn thành carbon dioxide và nước.

Sử dụng glucose để tạo mỡ:

Sau khi đáp ứng được nhu cầu năng lượng tức thì và lấp đầy kho dự trữ glycogen của mình, cơ thể phải tìm cách xử lý bất kỳ lượng glucose dư thừa nào. Khi glucose dư thừa, quá trình chuyển hóa tinh bột chuyển sang sử dụng nhiều glucose hơn thay vì mỡ. Nếu điều này không đủ để khôi phục cân bằng glucose, gan phân tách glucose thành các phân tử nhỏ hơn và ghép chúng lại thành hợp chất lưu trữ năng lượng lâu dài hơn - mỡ. 

Do đó, khi carbohydrate dư thừa, mỡ sẽ được bảo tồn (bằng cách sử dụng nhiều carbohydrate hơn trong hỗn hợp nhiên liệu) hoặc được tạo ra (bằng cách sử dụng carbohydrate dư thừa để tạo mỡ cơ thể). Mỡ sau đó đi đến các mô mỡ của cơ thể để lưu trữ. Mỡ được tạo từ đường dư thừa cũng có thể được lắng đọng ở gan và cơ bắp. Không giống như các tế bào gan, chỉ có thể lưu trữ đủ glycogen để đáp ứng khoảng nhu cầu năng lượng trong một ngày, các tế bào mỡ dường như có thể lưu trữ lượng mỡ gần như vô hạn.

Sau khi được hấp thu vào máu, glucose có thể được lưu trữ trong gan hoặc cơ bắp dưới dạng glycogen hoặc được sử dụng như một nguồn năng lượng bởi các mô này và các mô khác, đặc biệt là hệ thống thần kinh. Lượng glucose dư thừa có thể được thận đào thải một phần, nhưng phần lớn lượng dư thừa được chuyển hóa thành mỡ và lưu trữ trong các mô mỡ.

Tân tạo glucose từ protein:

Như đã đề cập, trữ lượng glycogen của gan có hạn, và não cần glucose để tạo nguồn năng lượng cho các hoạt động của nó. Để tiếp tục cung cấp glucose đáp ứng nhu cầu năng lượng, người ta phải thường xuyên ăn các thực phẩm giàu carbohydrate. Tuy nhiên, những người không luôn chú ý đến nhu cầu carbohydrate của cơ thể vẫn có thể tồn tại. Làm thế nào họ cân bằng mà không cần glucose từ carbohydrate trong chế độ ăn uống?

Mỡ không thể tạo ra glucose với một lượng đáng kể. Các axit amin của protein có thể được sử dụng để tạo glucose ở một mức độ nhất định, nhưng axit amin và protein có những chức năng riêng mà không chất dinh dưỡng nào khác có thể thực hiện được. Tuy nhiên, khi một người không bổ sung glucose bằng cách ăn cacbohydrate, protein của cơ thể sẽ bị phân giải để tạo glucose cung cấp năng lượng cho não và các tế bào thần kinh khác. Chủ yếu, protein này được lấy từ gan và cơ xương.

Quá trình chuyển đổi protein thành glucose được gọi là tân tạo glucose - theo nghĩa đen, việc tạo ra glucose mới. Chỉ có đủ lượng carbohydrate trong chế độ ăn uống mới có thể ngăn chặn việc sử dụng protein cho mục đích năng lượng, và vai trò này của carbohydrate được gọi là tác dụng tiết kiệm protein.

Để bảo vệ protein của cơ thể và ngăn ngừa nhiễm toan ceton, cơ thể cần 50 đến 100 gam carbohydrate mỗi ngày. Các khuyến nghị về chế độ ăn uống kêu gọi mọi người lựa chọn dồi dào từ các thực phẩm giàu carbohydrate để cung cấp nhiều hơn đáng kể.

3. Kết luận

Glucose đóng vai trò then chốt trong quá trình tạo nguồn năng lượng cho cơ thể. Sau khi được hấp thu vào máu, một phần glucose có thể được lưu trữ dưới dạng glycogen ở gan và cơ bắp. Phần còn lại được sử dụng ngay lập tức làm nguồn năng lượng cho não bộ và các tế bào thần kinh, hoặc chuyển hóa thành mỡ dự trữ khi lượng glucose dư thừa.

Khi lượng glucose trong máu thấp, nguồn dự trữ glycogen sẽ được ly giải, chuyển glucose ra máu để duy trì nồng độ ổn định. Trong trường hợp thiếu hụt glucose do thiếu carbohydrate trong chế độ ăn, protein có thể được sử dụng để tân tạo glucose. Do đó, bổ sung đủ lượng carbohydrate trong chế độ ăn giúp cân bằng glucose và bảo vệ protein cơ thể khỏi bị phân giải.

Như vậy, có thể thấy glucose đóng vai trò then chốt đối với sự sống của con người. Điều hòa glucose máu ở ngưỡng bình thường là vô cùng quan trọng để duy trì sức khỏe và hoạt động của các cơ quan.