5.4 Metabolismus vybraných tkání (orgánů)
Mozek tvoří 2 % celkové hmotnosti těla, ale spotřebovává 20 % kyslíku určeného pro tělo. Hlavním zdrojem energie je glukóza, která musí být neustále přiváděna krví, protože mozkové buňky obsahují velmi málo glykogenu. Při dlouhodobějším hladovění může mozek použít jako doplňkový zdroj energie ketolátky, vzniklé v játrech přeměnou tuků za nepřítomnosti inzulínu (viz dále). Většina energie je využita na transport iontů při udržování klidového membránového potenciálu a přenosu nervových impulzů.
Svaly – hlavním zdrojem energie jsou glukóza, mastné kyseliny, částečně kyselina mléčná a při hladovění ketolátky. Svaly obsahují vlastní glykogen, který tvoří až 2 % hmotnosti a je určený jen pro jejich zásobování. Odpočívající svalstvo využívá kolem 30 % kyslíku dodaného tělu.
Svalová kontrakce je závislá na dodávce ATP, náhle zvýšená potřeba ATP se kryje fosfokreatinem. Při zvýšené svalové námaze je fosfokreatinová zásoba vyčerpána během několika sekund a nastupuje aerobní glykolýza, která může podle situace přejít v glykolýzu anaerobní. Sval je schopný pracovat na kyslíkový dluh (proto přetrvává po nějakou dobu po svalové práci hyperventilace).
Srdce metabolizuje mastné kyseliny, ketolátky, glukózu, pyruvát a laktát. Pracuje bez odpočinku a nemůže pracovat na kyslíkový dluh. Mastné kyseliny využívá v klidu, během zvýšené námahy glukózu a kyselinu mléčnou produkovanou svaly.
Tuková tkáň 70 kg muže tvoří 15 kg, což reprezentuje energetickou zásobu téměř na tři měsíce. Při potřebě energie se v adipocytech hydrolyzují triacylglyceroly na mastné kyseliny a glycerol. Podnětem vedoucím k lipolýze (uvolnění mastných kyselin) je nedostatek glukózy a snížená sekrece inzulinu.
Hlavní funkcí ledvin je udržování objemu, pH a složení tekutin těla a vylučování zplodin metabolismu. Ledviny jsou kromě toho jediným orgánem těla vedle jater, kde probíhá glukoneogeneze. Při stresu tvoří ledviny kolem 20 % a během hladovění více než 50 % tělesné potřeby glukózy.
Játra udržují potřebné hladiny cirkulujících energetických sloučenin pro mozek, svaly a další tkáně. Samy využívají především na mastné kyseliny a laktát. V postprandiální fázi (po jídle) odnímají z krve 2/3 glukózy a další monosacharidy a přeměňují je na glykogen a na acetyl-CoA (který je použit k syntéze mastných kyselin, cholesterolu a žlučových kyselin). Zbytek glukózy je ponechán pro ostatní tkáně. Při vysokém přívodu a nízké potřebě energie jsou mastné kyseliny esterifikovány na triacylglyceroly a krevním řečištěm vnášeny ve formě VLDL do tukové tkáně.
Ve fázi hladovění produkují játra glukózu štěpením glykogenu (glykogenolýzou) a glukoneogenezí z laktátu, glukogenních aminokyselin (např. alaninu – ze svalů) a glycerolu z tukové tkáně.