Fyziologie výživy. Markéta Vojtová VOŠZ a SZŠ Hradec Králové

Transkript

1 Fyziologie výživy Markéta Vojtová VOŠZ a SZŠ Hradec Králové

2 Metabolismus a složení stravy (1) METABOLISMUS přeměna přijatých látek z vnějšího prostředí organismus je přijme, zpracuje, přemění a využije ke stavbě tkání, jako zdroj energie, při nadbytku pak uloží do zásob chemické reakce Anabolismus syntetické reakce, které slouží k tvorbě složitějších látek tkáně (organismus) roste energie se spotřebovává pro syntetické děje

3 Metabolismus a složení stravy (2) Katabolismus rozkladné děje ze složitých látek se stávají jednodušší současně se uvolňuje energie Bazální metabolismus množství energie, které organismus potřebuje za úplného klidu Nároky jednotlivých tkání a orgánů na energii jsou variabilní Množství energie uvolněné oxidačně-redukčními procesy jsou u jednotlivých složek stravy rozdílné

4 Metabolismus a složení stravy (3) Spalné teplo = množství energie (tepla) uvolněného při oxidaci 1g živiny Látky sacharidové povahy (chléb, rýže, pečivo, těstoviny) -17,2 kj Látky bílkovinné povahy- 23,6kJ. Energie není ovšem zcela odčerpaná- faktické spalné teplo je pouze 17,2kJ Látky lipidové povahy cca 38,9kJ Konečným produktem spálení živin je CO2 a H2O

5 Co ovlivňuje hodnotu bazálního metabolismu (1) Věk Velikost těla Aktivita Tělesná teplota a teplota okolí Růst Pohlaví Emoční stav = energetické požadavky stejné + stejná energet.hodnota potravy = stálá hmotnost

6 Co ovlivňuje hodnotu bazálního metabolismu (2) =energetické požadavky těla stejné + příjem = hmotnosti = pozitivní energetická bilance = energetické požadavky stejné + příjem = hmotnosti = negativní energetická bilance Zvyšuje: Hormony š.ž., adrenalin, noradrenalin, pohlavní hormony, STH zvyšují bazální metabolismus Svalová práce, duševní práce Trávení potravy (B o 30%, T,C o 4%, smíšená strava o 10%) Klimatické podmínky (tropy 10-20% nižší než v chladných pásmech) Rasové rozdíly Čína nižší, Eskymáci vyšší

7 Co ovlivňuje hodnotu bazálního metabolismu (3) Snižuje: Hladovění

8 Vstřebávání látek z tenkého střeva (1) Vyžaduje: dokonalé prokrvení stěny střeva průtok v postprandiální fázi stoupá až na 2l/min lze stimulovat vhodným kořením, nápoje s CO 2 plynulý odtok lymfy odvádí látky s velkou molekulou, které jinak krevní kapilárou neprostoupí dostatečná plocha sliznice až 40 m 2 délka setrvání chymu ve střevě

9 Vstřebávání látek z tenkého střeva (2) Typy vstřebávání: a) aktivní b) pasivní velice rychlý děj, děje se PROTI gradientu energeticky náročné vyžaduje energii v podobě ATP děje se po gradientu, který může být 1. koncentrační z místa s vyšší koncentrací do místa s nižší koncentrací 2. osmotický stejně jako elektrický roli hraje náboj kationt jde do místa s negativním nábojem.

10 Sacharidy

11 Cukry (1) Nejdůležitější a rychlý zdroj energie 50-60% Dostatečný přísun šetří rezervy tělesných tuků a bílkovin Energetická hodnota 1g = 16,7 kj = 4 kcal Monosacharidy 6 atomů uhlíku sladké, rozpustné ve vodě, kvašením vzniká alkohol Glukóza hroznový cukr Fruktóza ovocný cukr Galaktóza slizový cukr (součást mateřského mléka) Ovoce, med, zelenina (karotka)

12 Cukry (2) Disacharidy 2 monosacharidy (2x6 uhlíků) sladké, rozpustné ve vodě, krystalizují, kvašením (mimo laktózy) vzniká alkohol Sacharóza řepný cukr glukóza (G)+fruktóza (F) Maltóza sladový cukr 2 molekuly glukózy Laktóza mléčný cukr glukóza+galaktóza Polysacharidy řada monosacharidů ( x6 uhlíků) bez chuti, nekrystalizují Škrob složen z maltózy (snadný rozklad na glukózu) Glykogen živočišný škrob (zásobní polysacharid v těle živočichů)

13 Cukry (3) Vláknina: Celulóza nestravitelná pohyb střev, vazba nežádoucích látek, prevence aterosklerózy, ca střev) komponenta rostlin a plodů, nestravitelná složka, neštěpí ji žádný úsek GIT Rozpustná (pektin) příznivě ovlivňuje vstřebávání sacharidů a metabolismus cholesterolu. Možný negativní vliv na vstřebávání vitamínů a minerálů Nerozpustná (celulóza) ovlivňuje střevní peristaltiku, pocit sytosti více viz.

14 Metabolismus sacharidů (1) škroby žaludek slinná α amyláza maltóza duodenum pankreatická amyláza Metabolismus disacharidů disacharidázy tenké střevo a) sacharáza sacharózu na glukózu a fruktózu b) maltáza maltózu na 2 glukózy c) laktáza laktózu na glukózu a galaktózu GLUKÓZA hlavní biologický cukr, hladina udržovaná ve fyziol. mezích

15 Metabolismus sacharidů (2) glykemii adrenalin, glukagon glykemii - inzulín zvyšuje průnik do inzulindependentních tkání (tuková a svalová) Osud glukózy v buňce: vestavěna do zásobního glykogenu přeměna na MK energie za přístupu O 2 (aerobní metabolismus) Krebsův (citrátový) cyklus anaerobně anaerobní glykolýza = kyselina mléčná ph

16 Metabolismus sacharidů (3) GLUKONEOGENEZE tvorba glukózy z necukerných zdrojů glukoneoplastické aminokyseliny stimulována glukokortikoidy

17 Lipidy

18 Tuky (1) = organické látky orgány těla využívají jako zdroj energie pro svoji činnost. Sloučenina glycerolu a mastných kyselin (MK) součást buněčných membrán udržení TT, nosič látek (vitamíny), ovlivňují imunitu objem tělesného tuku pohlaví, věk Děti hnědá tuková tkáň = energie v podobě tepla k udržování TT TAG (triacylglycerol) neutrální tuk; fosfolipidy, cholesterol tvořeny různě dlouhým řetězcem atomů uhlíku, nas ně se váží atomy vodíku

19 Tuky (2) esenciální neesenciální dle přítomnosti dvojné vazby mezi uhlíky: NASYCENÉ (SAFA SAturated Fatty Acids) vazby mezi uhlíky jsou jednoduché z jater na periferii je distribuuje VLDL = lipoprotein o velmi nízké hustotě obsahuje velké množství cholesterolu zdrojem jsou zejména živočišné tuky (máslo, sádlo, mléčný tuk ) kys. kaprinová, kaprylová, palmitová...

20 Tuky (3) NENASYCENÉ MONONENASYCENÉ (MUFA Mono Unsaturated Fatty Acids) jedna dvojná vazba mezi uhlíky kys. olejová (olivový olej = ω-9), palmitoolejová... POLYNENASYCENÉ (PUFA Poly Unsaturated Fatty Acids) více než 1 dvojná vazba většinou esenciální kys. linolová (ω-6 - slunečnicový), linolénová (ω-3 řepkový, lněný), EPA (eikosapantaenová), DHA (dokosahexaenová)

21 Tuky (4) většina polyenových snižuje LDL ω -3 EPA, DHA dvojná vazba je mezi uhlíky na třetím místě 1g tuku = 38 kj

22 Metabolismus tuků (1) Nejprve je třeba rozložit na nejjednodušší emulgace žlučovými kyselinami vlivem pankreatické lipázy postupný rozpad z TAG až na glycerol a volné MK fosfolipidy pankreatická fosfolipáza estery cholesterolu pankreatická cholesterolesteráza největší část se vstřebává v podobě MK a monoacylgylcerolu v enterocytu MK s delším řetězcem (více uhlíků než 10) esterifikace opět na TAG tvorba chylomikronů

23 Metabolismus tuků (2) transportovány lymfou (velká molekula) do mízního řečiště odtud do jater a tukové tkáně MK o krátkém řetězci cestou krevních kapilár, do vena portae do jater Zdroje MK pro játra: exogenní získané z potravy ze střeva chylomikrony (nesou TAG) endogenní vzniká v játrech novotvorbou (např. z AK, glukozy) = LIPOGENEZE MK z tukové tkáně

24 Metabolismus tuků (3) dopraveny plazmou = volné MK (navázané na albumin) nejsou esterifikované = z TAG tukové tkáně se uvolnily vlivem hormonsenzitivní lipázy Osud MK v játrech: aktivována adrenalinem, glukagonem, STH zdroj energie (jejich β-oxidací vznikají ketolátky) tvorba lipoproteinů po esterifikaci na TAG, fosfolipidy a cholesterol VLDL - zejména VLDL v plazmě lipoproteinová lipáza enzym odštěpí TAG z VLDL

25 Metabolismus tuků (4) LDL zbude obsahuje hlavně cholesterol vychytáván buňkami tkání, které pro ně mají receptory slouží jako strukturální lipid pro výstavbu buňky nadbytek LDL (při tvorbě VLDL) nebo mají buňky málo receptorů hladina v krvi, následně hladina cholestrolu podpora sklerotizace cév HDL lipoprotein o vysoké hustotě odebírá cholesterol částicím LDL a nese je zpět do jater zde vyloučení do žluči

26 HDL Muži přes 1,42 mmol/l Metabolismus tuků (5) Celkový cholesterol do 5,18 mmol/l Ženy přes 1,68 mmol/l LDL pod 3,1 mmol/l TAG pod 2,2 mmol/l více viz.

27 Proteiny

28 Bílkoviny (1) jedna z hlavních živin, energetická živina základní stavební složka orgánů a tkání těla, součást všech buněk, musí být neustále obnovovány jejich energetickou hodnotu tělo využívá jen v některých metabolických situacích v těle plní řadu funkcí hormóny, enzymy, protilátky dle WHO 12-15% celkové denní dávky živin polovina dávky živočišné, polovina rostlinné B obsahují uhlík, H2, O2, N2, S, fosfor, kovové prvky jediný zdroj síry a dusíku

29 Bílkoviny (2) skládají se z aminokyselin (AK) 20 druhů AK jsou spojeny peptidovými vazbami (aminoskupina NH 2 +karboxylová skupina COOH). Spojením AK vznikají dipeptidy, tripeptidy. část AK oxiduje vzniká CO 2 a urea B je plnohodnotná tehdy dostatečné množství esenciálních AK (B z vajec, masa, ryb, mléka ). Pokud je v B méně AK neplnohodnotná B (některé B rostlinného původu) Spotřeba B: Fyziologická 0,5g/kg/D při malé fyz.zátěži Doporučená 0,8g/kg/D = 10-15% energetické hodnoty

30 Bílkoviny (3) Růst, gravidita 1,5g/kg/D Energetická hodnota = 1g B = 17kJ = 4kcal Dělení bílkovin: neesenciální organismus je dokáže sám vyrobit např. alanin, cystein, glutamin, glycin, kyselina glutamová... esenciální nezbytné pro život, organismus je sám nevytvoří. S věkem klesá jejich potřebné min. % zastoupení např. arginin, histidin, fenylalanin, metionin...

31 Bílkoviny (4) semiesenciální esenciální jen za určitých situací, např. při růstu např. histidin, arginin Typy bílkovin: Plazmatické bílkoviny albumin, globuliny, fibrinogen, hemoglobin, myoglobin Globuliny myozin, aktin, fibrinogen, sérový globulin, rostlinné globuliny (hrách, sója) Gluteliny = glutenin v pšenici

32 Bílkoviny (5) Prolamin gliadin v pšenici a rybích játrech gluten (lepek) z gliadinu a gluteninu Histony v plazmě buněčného jádra, chromozomy Protaminy vaječné buňky ryb Skleroproteiny kolagen pojivo, šlachy, vazy, chrupavky, kůže elastin šlachy, cévy, pojivo keratin vlasy, nehty, zrohovatělá tkáň...

33 Metabolismus bílkovin (1) Trávení bílkovin: pro vstřebání je nutné rozštěpit na aminokyseliny (AK) aktivně kotransportem na Na + pasivně v případě existence gradientu a) mezi střevním lumen a enterocytem b) mezi enterocytem a intersticiálním prostředím a krví Za výjimečných událostí mohou být vstřebávány i peptidy (dipeptidy a tripeptidy) senzibilizace organismu až alergické reakce alimentární alergické reakce

34 Metabolismus bílkovin (2) k vstřebávání vede narušení ochranné bariéry střevní stěny příčina porušení není jasně známá Degradace bílkovin na aminokyseliny: pepsin trypsin chymotrypsin další enzymy (elastáza, C-peptidáza, N-peptidáza, dipeptidázy) Osud AK po vstřebání: tvorba bílkovin tělu vlastních, zabudování do buněčných bílkovin bílkoviny buněk se neustále rozpadají na AK

35 Metabolismus bílkovin (3) AK substrátem pro tvorbu glukozy glukoplastické AK AK substrátem pro tvorbu MK ketoplastické AK transaminace = novotvorba AK v těle transaminace = přesun NH 2 skupiny na ketokyselinu deaminace AK konečným produktem metabolismu je UREA ( (NH 2 ) 2 CO) vzniká v malém Krebsově cyklu (nefunguje-li = hromadění amoniaku v organismu) v játrech se odštěpí aminová skupina, přemění se na amoniak

36 Metabolismus bílkovin (4) zbytek AK (C a H) je oxidovaný na energii nebo recyklovaný amoniak (pro člověka jedovatý) je enzymaticky přeměněn na ureu posléze urea může přejít do krve a odsud je vyloučena močí 1,7 8,3 mmol/l Dusíková bilance ukazatel metabolismu bílkovin více viz.

37 Minerální látky

38 Minerály (1) Důležitá neenergetická složka stravy Do organismu se dostávají zejména stravou a vodou, někdy vdechováním a kůží Úloha v organismu je mnohostranná Podmínka pro udržení ABR a homeostázy Tvorba enzymů, hormónů, vitamínů Makroprvky denní potřeba pro organismus stovky mg až několik g Ca, P, Na, K, Cl, Mg, S Stopové prvky:

39 Minerály (2) Mikroprvky denní potřeba desítky až několik set mg. Fe, Cu, Zn, Mn, Si Ultramikroprvky denní potřeba je ještě menší Co, Mo, I, F, Se, Cr Vstřebávání minerálů: specifické ovlivněné působením hormonů a vitamínů více viz.

40 Voda

41 Tekutiny ve střevě je veliká cirkulace vody vstřebává se pasivně sleduje pohyb iontů osmoticky ji táhnou neustálé sekrece tekutin do střeva v podobě trávicích šťáv voda je nejdůležitější složka vnitřního prostředí organismu probíhají v jejím prostředí biochemické reakce exogenní voda přijímaná z vnějšího prostředí endogenní voda výsledek chemických reakcí v organismu Metabolismus vody řízen: neurogenně hypotalamus humorálně vasopresin, kůra nadledvin, štítná žláza

42 Vitamíny

43 Vitamíny (1) Biokatalyzátory nejdůl. katalytický účinek při reakcích metabolismu (T, C, B) Neenergetická složka stravy Organismus je neumí vytvořit (kromě K, částečně A,D), musí je přijímat potravou (rostlinnou a živočišnou) 22 vitamínů, u člověka se uplatňuje 13 Podstatné pro zachování a obnovu organismu Podporují zdraví, kladně ovlivňují stárnutí, pomáhají v prevenci proti nemocem hypovitaminóza, hypervitaminóza, avitaminóza

44 Vitamíny (2) Dělení: Liposolubilní = rozpustné v tucích Vit. A, D, E, K Hydrosolubilní rozpustné ve vodě Vit. skupiny B, C, H Vstřebávání vitamínů: liposolubilní potřebují tuky poruchy trávení tuků, výdeje a tvorby žluči hypovitaminóza nutnost dodání ve formě hydrosolu B 12 nutné navázání na Castleho faktor více viz.

45 Zdroje Dylevský, I., Trojan, S. Somatologie II. Praha: Avicenum, s. Klementa, J. et al Somatologie a antropologie. Praha : SPN, s. Trojan, S. et al Lékařská fyziologie. Praha: Grada, s. ISBN