Randle Cycle Glukoosi Rasvahappo kierto Randle-sykli
Metabolinen polttoainevalinta ja mitokondrion oksidatiivisen aineenvaihdunnan säätely.
Ihmisen solut voivat hapettaa ATP:n tuottamiseksi kuutta pääsubstraattia:
glukoosi, rasvahapot, aminohapot, ketonit, laktaatti ja etanoli (maksassa).
Alkoholi hapetetaan ensin, koska se on toksinen eikä sitä voi varastoida.
Sen metabolia tuottaa valtavasti NADH:ta, mikä estää PDH:n, TCA‑syklin ja β‑oksidaation.
Siksi alkoholi pysäyttää sekä glukoosin että rasvahappojen hapetuksen.
Ketonit ovat yksi mitokondrion tehokkaimmista ja puhtaimmista polttoaineista.
Ketonit ovat soluille helppo ja puhdas polttoaine, koska ne pääsevät suoraan mitokondrioon, tuottavat ATP:tä tehokkaasti, aiheuttavat vähän ROS‑stressiä ja ohittavat useita säätelyesteitä, jotka rajoittavat glukoosin ja rasvahappojen hapetusta.
Laktaatti on yksi solun helpoimmin hapetettavista polttoaineista.
Lihakset ja aivot käyttävät laktaattia erittäin tehokkaasti. Erityisesti rasituksessa ja stressissä.
Ihmisen solut voivat hapettaa sekä glukoosia että rasvahappoja, mutta näiden substraattien käyttö on vastavuoroisesti säädeltyä.
Tätä ilmiötä kutsutaan **glukoosi–rasvahappo‑sykliksi** eli **Randle‑sykliksi**.
Se kuvaa mekanismeja, joiden kautta glukoosin ja rasvahappojen hapetus vaikuttavat toisiinsa mitokondriossa ja solun energiantuotannossa.
Randle‑sykli ei ole binäärinen “on/off”‑järjestelmä, vaan **asteittainen säätelyverkosto**, jossa hormonit, substraattien pitoisuudet ja solunsisäiset välituotteet ohjaavat sitä, kumpi polttoaine toimii ensisijaisena.
-------------------
1. Matala insuliini ja rasvahappojen hapetus
Kun glukoosin saanti on vähäistä ja insuliinitaso pysyy matalana:
1) Lipolyysi aktivoituu
- Haiman matala insuliinieritys vähentää lipolyysin estoa.
- Hormoniherkkä lipaasi (HSL) ja ATGL aktivoituvat.
- Rasvakudoksesta vapautuu vapaita rasvahappoja (FFA) verenkiertoon.
2) Rasvahappojen kulku mitokondrioon lisääntyy
- Matalan insuliinin seurauksena malonyyli‑CoA laskee.
- Tämä vapauttaa **CPT‑1:n** (karnitiinipalmityylitransferaasi‑1) estosta.
- Rasvahapot kulkeutuvat mitokondrioon β‑oksidaatiota varten.
3) β‑oksidaatio estää glukoosin hapetusta
Rasvahappojen hapetus tuottaa runsaasti:
- NADH:ta
- FADH₂:ta
- asetyyli‑CoA:ta
Nämä välituotteet:
- **estävät PDH:ta** (pyruvaattidehydrogenaasia)
- **vähentävät glykolyysin virtausta**
- ohjaavat solun energiantuotannon rasvahappoperäiseksi
4) Ketogeneesi aktivoituu, jos glukoosia on hyvin vähän
Maksassa:
- β‑oksidaation tuottama asetyyli‑CoA ylittää sitruunahappokierron kapasiteetin.
- Asetyyli‑CoA ohjautuu ketogeneesiin.
- Tuloksena syntyy ketoaineita (β‑hydroksibutyraatti, asetoasetaatti).
-------------------
2. Korkea insuliini ja glukoosin hapetus
Kun glukoosia on runsaasti ja insuliini nousee:
1) Glukoosin otto lisääntyy
- Insuliini aktivoi GLUT4‑kuljettajia lihaksissa ja rasvakudoksessa.
- Soluun tuleva glukoosi lisää glykolyysin virtausta.
2) PDH aktivoituu**
- Insuliini aktivoi PDH‑fosfataasia → PDH aktivoituu.
- Pyruvaatti muuttuu tehokkaasti asetyyli‑CoA:ksi.
3) Rasvahappojen hapetus vähenee**
Insuliini:
- aktivoi ACC:n (asetyyli‑CoA‑karboksylaasin)
- lisää malonyyli‑CoA:n määrää
- malonyyli‑CoA **estä** CPT‑1:tä
Tämän seurauksena:
- rasvahappojen kulku mitokondrioon vähenee
- β‑oksidaatio hidastuu
- rasvahapot ohjautuvat varastoitaviksi triglyserideiksi
-------------------
3. Energiavaje ja AMPK:n rooli
Kun energiankulutus ylittää energiansaannin:
1) AMPK aktivoituu**
AMPK aktivoituu, kun solun energiastatus laskee (AMP/ATP‑suhde nousee).
AMPK:
- estää ACC:tä** → malonyyli‑CoA laskee
- **vapauttaa CPT‑1:n estosta**
- **lisää rasvahappojen hapetusta**
- **vähentää anabolisia prosesseja** (rasvahapposynteesi, proteiinisynteesi)
2) Rasvahapot toimivat pääpolttoaineena
Energiavajeessa:
- β‑oksidaatio lisääntyy
- glukoosi säästyy kudoksille, jotka tarvitsevat sitä (aivot, punasolut)
- varastorasvaa mobilisoidaan
Jos glukoosia on hyvin vähän, maksa tuottaa ketoneita, joita erityisesti aivot ja lihakset voivat käyttää.
-------------------
4. Kun glukoosi ja rasvahapot ovat samanaikaisesti korkealla
Jos sekä glukoosia että rasvahappoja on runsaasti verenkierrossa:
1) Insuliini nousee glukoosin vuoksi
- lipolyysi estyy
- rasvahappojen vapautuminen rasvakudoksesta vähenee
2) Rasvahappojen hapetus vähenee
- malonyyli‑CoA nousee
- CPT‑1 estyy
- β‑oksidaatio hidastuu
3) Rasvahapot ohjautuvat varastoitaviksi
Koska glukoosi toimii ensisijaisena polttoaineena:
- rasvahapot esteröidään triglyserideiksi
- varastoituvat rasvakudokseen tai VLDL‑hiukkasiin maksassa
Tämä mekanismi selittää, miksi runsas energiansaanti, jossa sekä glukoosia että rasvaa on paljon, edistää rasvan varastoitumista.
-------------------
5. Randle‑syklin peruslogiikka
Randle‑sykli kuvaa seuraavia keskeisiä periaatteita:
1) Rasvahappojen hapetus estää glukoosin hapetusta
- NADH, FADH₂ ja asetyyli‑CoA inhiboivat PDH:ta
- sitruunahappokierron välituotteet estävät glykolyysiä
2) Glukoosin hapetus estää rasvahappojen hapetusta
- insuliini lisää malonyyli‑CoA:ta
- malonyyli‑CoA estää CPT‑1:tä
- rasvahappojen kulku mitokondrioon vähenee
3) Solu ei optimoi molempien käyttöä yhtä aikaa
Solu voi hapettaa molempia substraatteja, mutta:
- korkea rasvahappojen hapetus **vähentää** glukoosin hapetusta
- korkea glukoosin hapetus **vähentää** rasvahappojen hapetusta
Kyse on suhteellisesta priorisoinnista, ei absoluuttisesta estosta.
🔎 *Yhteenveto*
- Glukoosi ja rasvahapot **kilpailevat** mitokondrion energiantuotannosta.
- Insuliini ohjaa glukoosin käyttöön ja vähentää rasvahappojen hapetusta.
- Matala insuliini ja AMPK ohjaavat rasvahappojen hapetukseen.
- Energiavajeessa rasvahappojen hapetus lisääntyy ja varastorasvaa käytetään.
- Runsas glukoosin ja rasvan samanaikainen saanti lisää rasvan varastoitumista, koska insuliini estää rasvahappojen hapetusta.
- Randle‑sykli ei ole ruokavaliosuositus, vaan **biokemiallinen säätelymekanismi**, joka kuvaa substraattien välistä kilpailua.
-------------------
1. Rasvapainotteinen ruokavalio (vähän tai ei lainkaan hiilihydraatteja)
Kun hiilihydraatteja on niukasti, keho siirtyy käyttämään rasvahappoja pääasiallisena energianlähteenä.
Tämä ohjaa aineenvaihduntaa rasvaoksidaatioon ja tarvittaessa ketonien tuotantoon.
2. Hiilihydraattipainotteinen, hyvin vähärasvainen ruokavalio
Kun rasvan saanti on hyvin vähäistä ja hiilihydraatteja on runsaasti, glukoosi toimii pääpolttoaineena.
Tällöin rasvahappojen hapetus vähenee suhteellisesti ja keho käyttää tehokkaasti hiilihydraatteja energiaksi.
3. Energiavaje
Kun kokonaisenergiansaanti on alle kulutuksen, keho käyttää varastoitua energiaa riippumatta siitä, mitä makroravinteita syödään.
Energiavajeessa sekä rasva- että hiilihydraattipainotteinen ruokavalio johtavat laihtumiseen, kunhan kokonaisenergia jää alle tarpeen.
Rasvan ja hiilihydraattien yhdistelmä
Keholle haastavin tilanne syntyy, kun rasvaa ja hiilihydraatteja syödään runsaasti samaan aikaan.
-------------------
Proteiinit ovat ensisijaisesti rakennus- ja korjausaineita.
Keho voi käyttää proteiinia energiaksi, mutta se ei ole sen ensisijainen tehtävä.
Siksi proteiinia ei yleensä pidetä varsinaisena “polttoaineena” samalla tavalla kuin rasvaa ja hiilihydraatteja.
-------------------
Fruktoosi häiritsee Randle‑sykliä, koska se ohittaa glykolyysin säätelyn, lisää malonyyli‑CoA:ta (→ CPT‑1:n esto), estää rasvahappojen hapetusta ja kuormittaa mitokondrioita, mikä heikentää sekä glukoosin että rasvahappojen tehokasta hapetusta.
Fruktoosi ei ole välttämätöntä lainkaan.
Tavallinen sokeri ei ole tarpeellista.
Liiallinen sokeri + rasva yhdessä on lihomisen kannalta huonoin yhdistelmä.
-------------------
PUFA (omega‑6) siemenöljyt ja keskeiset haittavaikutukset:
hapettuu helposti → tuottaa toksisia peroksideja.
vaurioittaa mitokondrioita ja heikentää ATP‑tuottoa.
estää sekä rasvahappojen että glukoosin hapetusta.
tekee Randle‑syklistä tehottoman ja epätasapainoisen.
Toisin sanoen:
PUFA heikentää mitokondrioiden kykyä käyttää kumpaakin pääpolttoainetta (glukoosi ja rasvahapot), mikä häiritsee Randle‑syklin normaalia toimintaa.
-------------------
Keho valitsee aina yhden pääpolttoaineen kerrallaan.
Rasvahappojen hapetus estää glukoosin hapetusta, ja glukoosin hapetus estää rasvahappojen hapetusta.
Mitokondriot eivät ole suunniteltu hapettamaan sokeria ja rasvaa yhtä aikaa — niiden on valittava jompikumpi.
Kun molempia on veressä runsaasti yhtä aikaa, seurauksena on insuliiniresistenssi, lipotoksisuus ja lopulta metabolinen oireyhtymä.
-------------------
"Insuliiniresistenssin" perussyy on se, että glukoosia ja rasvahappoja on veressä yhtä aikaa liikaa, jolloin Randle‑sykli estää glukoosin hapetuksen ja mitokondrio ei pysty valitsemaan polttoainetta, mikä johtaa hapetuksen häiriöön ja insuliiniresistenssiin.
Miten tämä korjataan luonnollisesti:
1) Rasvahappojen voimakas vähentäminen → FFA laskee → glukoosin hapetus helpottuu (very low fat diet).
tai
2) Glukoosin/fruktoosin voimakas vähentäminen → insuliini laskee → rasvahappojen hapetus helpottuu (low carb diet).
ja seuraavat tehostaa
3) Energiavaje → AMPK aktivoituu → polttoainevalinta normalisoituu.
4) Paastot → insuliini laskee → Randle‑sykli toimii normaalisti.
-------------------
lähde:
Randlen Cycle Glukoosi Rasvahappo kierto Randle-sykli
Randlen cycle
Randlen cycle Wikipedia
Randlen cycle Professor Bart Kay
Dangers of Mixing Carbs and Fat Bart Kay
5 Minutes Randle Cycle Bart Kay
Low fat diet
High-fat diet may increase
Low carbs diet
Low carbs + high protein
Muut
Carnivore eliminaatiodieetti
VLCD Nutrilett VLCKD