Karbonhidrat ve Yağ Gereksinimi
Karbonhidrat kalorinin dışarıdan alınan ana kaynağıdır. Glukozun enerji kaynağı olarak kullanılması bazı dokular için karekteristik özelliktir ve glukoz onlar için zorunlu bir metabolittir. Örnek olarak; beyin, eritrositler, kemik iliği, preferik sinirler ve adrenal medülla sayılabilir. İlâveten yara iyileşmesinde esas olan fibroblast ve fagositlerde temel enerji kaynağı olarak glukozu kullanırlar. Diğer dokular enerji için yağ asitlerinden ve kendi metabolizma ürünlerinden (keton cisimlerinden) faydalanabilirler, böylece karbonhidrat daha az kullanılır.
Keton cisimlerinin yağ oksidasyonuna maksimal adaptasyon ile esas enerji kaynağı olmaları için 14 günlük açlık gereklidir. Örneğin: İskelet kası, kalp kası, böbrek korteksi ve beyin tüm enerji gereksinimleri için ketonları kullanmaya uyum sağlayabilirler.
Açlıkta, yağ dokusundan lipolysis yolu ile serbest hale gelen yağ asitleri kan ve dokularda bulunurlar. Yağ asitleri metabolizması sırasında karaciğerde oluşan ketonlar kanda ve idrarda ölçülebilir ve bu ölçümün miktar olarak değeri lipid mobilizasyonunun büyüklüğünü yansıtır.
Beyin total enerji gereksiniminin %70 e kadarını keton cisimlerini kullanarak diğer dokular ise, özellikle adale açlıkta tüm enerjisini keton cisimlerinden sağlayabilir. Karaciğerde yağ asitlerinin keton cisimlerine oksidasyonu enerjinin yerini alır,aksi takdirde karaciğer glukoneogenesis yolu ile aminoasit oksidasyonundan enerji sağlar. Bu da bariz şekilde protein yıkımını artırır.
Açlık sırasında bir metabolit olarak lipidle ilgili gözlemler sadece ketogenezisin normal olmadığını değil aynı zamanda onun açlığa adaptasyonunu göstermektedir. Lipid depolarının maksimal olarak kullanımı endojen nitrojen (protein) katabolizmasını minumuma indirecektir.
Normal insan vücudunda total lipid depolarının lipolisiyle 100.000-150.000 kcla enerji üretilebilir. Sağlıklı bir şahsın vücudundaki yağ miktarı, normal enerji tüketimi şartlarında kişinin 2-3 aylık enerjisini karşılar. Bu total yağ deposunun yarısının kaybı vücut için zararlı değildir.
Aç bir erişkin kişi için günlük 100 g glukoz alımı maksimal protein temini için kısa bir süre yeterlidir. İdrarla atılan nitrojenin tayini ile proteinin glukoneogenesis ile karbonhidrata dönüşümünün ölçülmesi bu sonuca temel teşkil eder. Enerji açığı depo yağların kullanımı ile sağlanır (100 g glukoz sadece 400 kcal enerji sağlar). Hepatik glukoneogenesis ile oluşan ve parenteral verilen glukoz yağ ürünlerini kullanamayan dokulara yönlendirilir. Sonuç olarak; tam açlığın başlaması ile 24 saatte idrar ile atılan nitrojen 12 g ma ulaşabilir ( bu 75 g doku proteinin yıkımına eşdeğerdir ). Bunun yanında, açlığa cevap olarak artan lipid mobilizasyonu ile enerji oluşacak ve 14 günlük açlıkta protein katabolizması günlük 2 g veya daha altına inecektir. Eğer bu oluşmaz ve başlangıçtaki protein kaybı aynı oranda devam ederse, vücut proteininin kritik düzeye inmesi ile sonuçlanabilir. Proteinlerin önemli kaynağı kaslar olduğundan uzun süre yetersiz beslenme durumunda karekteristik olarak iskelet kaslarında atrofi ve kas yorgunluğu görülür. Total vücut proteininin üçte bir veya yarısından fazlasının kaybında yaşam mümkün olmamaktadır.
İnsülin, lipolysis ve lipogenesis arasındaki dengeyi sağlamakta bir anahtar rolü görür. Bu nedenle diyabetik olmayan kişilerde kan şekerinin yükselmesi (glukoz infüzyonu gibi) lipogenesisi kolaylaştıran insulinin derhal yükselmesine neden olur. Bu kanda yağ asitleri ve keton cisimlerinin düzeyini, bunları adipos dokuda depo edilen treglyseridlere dönüşümünü sağlayarak düşürür. Bununla beraber, infüzyon şeklinde verilen glukoz ketogenezisi inhibe etmesine rağmen büyük enerji kaynağı halen yağdır. Bunun bir göstergesi, respiratuar bölüm (CO /O oranı) (R Q), 100 g dekstroz ile beslenen aç hastalarda 0.75-0.78 dir.