Efter matsmältning och upptag når näringsämnena cellerna för att driva metabolismen, bygga strukturer och reglera funktioner. Denna cellulära utnyttjande är nutritionens yttersta syfte.
1. Energiproduktion (Katabolism)
- Glukos → Glykolys → Pyruvat → Mitochondrier:
- Aerob: Pyruvat → Acetyl-CoA → Citratsyra-cykeln → Elektrontransportkedjan → ~30–32 ATP/glukos.
- Anaerob: Pyruvat → Laktat → 2 ATP (snabbt, begränsat).
- Fettsyror → β-oxidation → Acetyl-CoA → Citratsyra-cykeln/ETC: ~106 ATP/palmitat.
- Aminosyror → Deaminering → Citratsyra-cykelns intermediärer: Glukogena/ketogena.
- Viktiga regulatorer: AMPK (låg energi), mTOR (hög energi/näringsämnen), insulin/glukagon.
2. Byggande och reparation av strukturer (Anabolism)
| Makronäringsämne | Byggstenar | Cellulära produkter |
|---|
| Proteiner | Aminosyror (20) | Enzymer, strukturella (cytoskelett), receptorer, transportörer, signalering |
| Lipider | Fettsyror, glycerol | Membraner (fosfolipider), signalering (eikosanoider), myelin, lipidroppar |
| Kolhydrater | Glukos, sockerarter | Glykogen, glykoproteiner, proteoglykaner, nukleotidsockrar |
| Nukleotider | Baser, ribos, fosfat | DNA, RNA, ATP, koenzym (NAD, FAD, CoA) |
3. Tillväxt och reproduction
- Cellcykeln: Näringsämnen driver G1→S→G2→M-kontrollpunkter.
- DNA-replikering: dNTP:er från nukleotidsyntes (folat, B12 kritiska).
- Proteinsyntes: mTORC1 integrerar aminosyror, energi, tillväxtfaktorer.
- Biomassadubblering: Kräver koordinerad lipid-, protein- och nukleotidproduktion.
4. Enzym- och hormonproduktion
- Enzymer: Proteiner som kräver aminosyror, ofta metallko-faktorer (Zn, Fe, Cu, Mg, Se).
- Hormoner:
- Peptid: Aminosyror (insulin, GLP-1).
- Steroid: Kolesterol (kortisol, könshormoner).
- Amin: Tyrosin (sköldkörtel, katekolaminer).
- Eikosanoid: Arakidonsyra (prostaglandiner, leukotriener).
- Ko-faktorer: Vitaminer (B-komplex som koenzym), mineraler.
5. Redoxbalans och antioxidativt försvar
- NADPH: Från pentosfosfatvägen (glukos-6-fosfat) — reducerar glutation.
- Glutationsystemet: GSH/GSSG (cystein, glycin, glutamat).
- Antioxidanta näringsämnen: Vit C, E, selenium (GPx), Zn/Cu/Mn (SOD).
- Redoxsignalering: H₂O₂, NO• som sekundära budbärare.
6. Näringslagring
| Näringsämne | Lagringsform | Lokalisation | Kapacitet |
|---|
| Glukos | Glykogen | Lever (100g), muskler (400g) | ~2000 kcal totalt |
| Fettsyror | Triglycerider | Adipocyter (lipiddroppar) | Praktiskt taget obegränsat |
| Aminosyror | Ingen sann lagring | Proteinpool (muskler) | Kataboliseras vid behov |
| Vitaminer | Lever (A, D, B12), fettvävnad (D, E), vävnader | Varierande | Veckor–månader (fettlösliga); dagar (vattenlösliga) |
| Mineraler | Ben (Ca, P, Mg), ferritin (Fe) | Ben, lever, milt | År (Ca); månader (Fe) |
7. Specialiserade cellulära funktioner
- Neuroner: Hög glukos/O₂-behov; neurotransmittersyntes (kolin, aminosyror).
- Erytrocyter: Endast glykolys (inga mitochondrier); 2,3-BPG reglerar O₂-affinitet.
- Hepatocyter: Metabolisk nav — glukoneogenes, ureagens, lipoproteinsammansättning.
- Adipocyter: Energilagring, endokrin (leptin, adiponektin).
- Immunceller: Metabolisk omprogrammering (Warburg-effekt) för aktivering.
Unifierande koncept: Näringsämnen är inte bara bränsle — de är informationsmolekyler, strukturella komponenter, signaleringsprecursorer och redoxregulatorer. Cellulär näringsmätning (AMPK, mTOR, sirtuiner) integrerar tillgänglighet med funktionsutmatning.
