3 - Використання субстратів під час посту

Подальше періоду прийому їжі падіння інсулінемії та зростання глюкагону дозволять організму використовувати запаси енергії.

3. 1 - Запаси енергії (Таблиця I)

Рівень запасів енергії залежить від будови тіла людини, зокрема рівня жирової маси. Ці запаси не всі можна повністю мобілізувати, тому м’язовий глікоген доступний лише на м’язовому рівні. Крім того, для окислення можна використовувати максимум 50% запасів білка.

Енергетичні субстрати	Тканини	Енергія (ккал)	Вага (г)
Тригліцериди	Біла жирова тканина	108 000	12000
Глікоген	Печінка	200	70
М'язи	400	120
Глюкоза	Циркулюючі рідини	80	20
Білок	М'язи	25000	6000

3. 2 - Використання запасів енергії під час посту

Одним з основних моментів адаптації до голодування є забезпечення постійного енергопостачання мозку. Після фази посту цими субстратами будуть печінковий глікоген, глюкоза, отримана з білків, і кетонова кислота, отримана з жирних кислот. Інші органи використовують жирні кислоти як субстрат, як тільки інсулінемія падає.

Голодування можна розділити на 3 фази. Під час цих фаз споживання глюкози в організмі поступово зменшуватиметься через два явища:

Зниження витрат енергії
Синтез печінкою кетонових тіл, які може використовувати мозок, зменшуючи потребу в глюкозі (таблиця II).

Тканини	тривалість посту
12 год	8 днів	40 днів
Мозок	120	45	22
М'язова	30	5	5
Нирки	30	5	5
Кров	34	34	34
Разом	214	89	66

⇒ Вуглеводна фаза

Це інтерпрандіальний період, який починається в кінці травлення і триває близько 20 годин. Окисленими субстратами є:

Вранці, після 12 год голодування (так званий пост-абсорбційний стан або базальний стан), вживання глюкози становить: 2-2,5 мг/кг –1. Хв –1 (= 10 14 мкмоль/кг –1. Хв - 1 = 8,4 - 10,5 г/год для людини вагою 70 кг). У цій фізіологічній ситуації 80% утилізації глюкози забезпечується неінсулінозалежними тканинами (мозок, нирковий мозок, кишечник, шкіра, фігуративні елементи крові) і 20% переважно скелетними м’язами. Глюкоза походить від:

печінковий глікогеноліз. Глікогеноліз активується зменшенням інсулінемії та збільшенням глюкагону; це поєднується з пригніченням гліколізу, що дозволяє спрямовувати глюкозу в бік циркуляції (м’язовий глікоген може використовуватися лише в м’язах, утворення G6P незворотне). Печінковий запас глікогену вичерпується через 20 годин при використанні 5 г/год.
Глюконеогенез, що активується:
- збільшення кількості глюкоформуючих субстратів, зокрема гліцерину від ліполізу, глюкоформуючих амінокислот (аланін, глутамін), лактату,
- підвищений синтез та/або активність ключових ферментів глюконеогенезу та зниження синтезу та/або активність ключових ферментів гліколізу.

Жирні кислоти

Отримані в результаті ліполізу (жирової тканини), вони використовуються усіма тканинами, крім головного мозку та елементів крові.

Phase Білкова фаза (від 1 до 3 днів)

Витрати енергії зменшуються внаслідок зменшення активності та зменшення взаємоперетворень між субстратами.
Виробництво кетонів все ще недостатнє.
Потреби мозку в глюкозі (120 г/добу) повністю покриваються глюконеогенезом, головним чином з білків (120 г глюкози походить з 200 г білків) та гліцерину, що постачається в результаті ліполізу.
Інші органи окислюють жирні кислоти. Отже, ця фаза характеризується збільшенням протеолізу та негативацією азотистого балансу, що відображає втрату білків організму.

⇒ Кетонова фаза

Субстрати в основному забезпечуються ліполізом. Вироблені жирні кислоти:

Або окислюється безпосередньо в печінці, м’язах, травному тракті та нирках.
Або трансформуються в кетонові тіла на рівні мозку та представлених елементів крові, але також на рівні м’язів, травного тракту та міокарда.

Вживання глюкози зменшується більш ніж на 50%, ця глюкоза походить від глюконеогенезу. Баланс азоту дорівнює нулю або трохи негативному.

3. 3 - Залучення адаптації до дефіциту енергії

⇒ Гормональні норми

Всі ці явища адаптації перебувають під гормональним і, можливо, нейроендокринним контролем. Під час посту відбуваються три фізіологічні події, щоб ввести в життя описану адаптацію:

Зниження витрат енергії.
Зниження периферичної взаємоперетворення тироксину в трийодтиронін. Ми знаємо, що цей гормон позитивно впливає на основний обмін речовин.
Зниження секреції інсуліну та посилення секреції глюкагону. Зниження секреції інсуліну є, мабуть, найважливішим ендокринним явищем. Його падіння, дуже швидке під час голодування, що зберігається незалежно від його тривалості, є елементом, що дозволяє активувати ліполіз, ініціювати глюконеогенез і протеоліз м’язів. Під час тривалого голодування підтримання низького, але нинішнього рівня інсуліну запобігає "втечі" ліполізу та кетогенезу. (Транзиторне) збільшення секреції глюкагону на початку голодування допомагає перетворити печінку на глікогенолітичний, кетогенний та глюкогенний орган.

⇒ Регуляція на молекулярному рівні

Варіації потоку енергетичних субстратів під час посту можливі лише завдяки специфічному регулюванню на молекулярному рівні. Флюси адаптуються, оскільки ферментативна діяльність адаптується. Вони змінюються в довгостроковій перспективі головним чином за рахунок гормонального контролю експресії генів регуляторних ферментів та/або активності цих ферментів. Деякі приклади: глюконеогенез активується завдяки, серед іншого, підвищеній активності фосфоенолпіруваткарбоксикінази (PEPCK), синтез якої стимулюється глюкагоном та інгібується інсуліном. Ці два гормони впливають безпосередньо на транскрипцію гена: вони не змінюють активність ферменту.

Кетогенез активується під час голодування через інактивацію ацетил-КоА-карбоксилази, синтез якої стимулюється інсуліном. Крім того, глюкагон та інсулін модулюють активність цього ферменту, сприяючи його фосфорилюванню (глюкагон = неактивна форма; інсулін = активна форма).

Використання периферичної глюкози зменшується під час голодування через зменшення кількості транспортерів глюкози (GLUT4 в інсулінозалежних тканинах), синтез яких активується інсуліном.