Ivana FELLNEROVÁ 2008/11. *Ivana FELLNEROVÁ, PřF UP Olomouc*

Transkript

1 Ivana FELLNEROVÁ 2008/11

2 SACHARIDY Organické látky Obecný vzorec (CH 2 O) n glyceraldehyd polyhydroxyaldehydy polyhydroxyketony dihydroxyaceton Převážně rostlinný původ Vznik fotosyntetickou asimilací

3 MONOSACHARIDY DERIVÁTY MONOSACHARIDU Cyklická forma znázornění ribóza glukóza

4 Důležitá součást st výživy zdroj energie Koncentrace glukózy v tělnt lních tekutinách: stálost diagnostický význam

5 KREV MOČ GLUKÓZA ANO NE (Jen stopově) GLYKÉMIE hladina cukru v krvi. U člověka 3,6-6,0 mmol/l HYPOGLYKÉMIE Snížená hladina krevní glukózy (při námaze, hladovění Nemoci slinivky břišní nebo jater) HYPERGLYKÉMIE Zvýšená hladina krevní glukózy (po jídle, při nemoci slinivky břišní nebo jater) GLYKOSURIE = vylučování cukru močí. Dochází k ní Při diabetes mellitus V těhotenství Při ledvinových onemocněních Při alimentární hyperglykémii

6 MONOSACHARIDY glukóza ribóza fruktóza OH OH POLOACETALOVÝ HYDROXYL má silné redukční účinky Využití při důkazech jednoduchých cukrů (Fehlingova zkouška)

7 OLIGOSACHARIDY glukóza fruktóza OH OH C O C glykosidická vazba O -H 2 O dehydratační syntéza sacharóza

8 OLIGO- SACHARIDY několik lineárně vázaných monosacharidových jednotek POLYSACHARIDY desítky-stovky monosacharidových jednotek různý stupeň větvení

9 CELULÓZA ŠKROB GLYKOGEN Lineární nevětvené, paralerně uspořádané polymery glukozy způsobuje pevnost a vysokou chemickou stabilitu celulózy Větvené molekuly škrobu a glykogenu jsou chemicky méně stabilní v porovnání s celulózou Vlákna celulózy buněčné stěny v elektronovém mikroskopu Červeně barvené granule škrobu a jaterního glykogenu ŠKROB GLYKOGEN

10 v těle t živočichů a člověka Zdroj energie

11 Oligo-, disacharidy V potravě POLYSACHARIDY laktóza sacharóza maltóza sliny, slinivka břišní amyláza ŠKROB glykogen zásobní, tělu vlastní (játra, svaly) celulóza chitin Chytinázy jen vzácně u některých hlodovcu a netopýrů epitel tenkého střeva disacharázy maltóza štěpení v játrech je stimulováno hormonem glukagonem štěpí přežvýkavci za pomoci symbiotických bakterií glukóza

12 Polysacharidy Vně buňky Glukóza (6C) glykolýza 2x ATP Pyruvát Pyruvát (3C) (3C) Laktát (3C) Acetyl CoA CO 2 ADP 2x ATP elektron s vysokou energií vázaný na NADH FADH 2 Krebsův cyklus CO 2 Elektronový transportní O 2 H 2 O NAD+ FAD řetězec ADP 36-38x ATP ATP ATP ATP ATP ATP ATP ATP ATP

13 Sir Hanz Adolf Krebs CYKLUS KYSELINY CITRONOVÉ 1953 Nobelova cena za fyziologii a lékařství Reverzibilní FOSFORYLACE proteinů Edmont H. Fischer Erwin G. KREBS 1992 Nobelova cena za fyziologii a lékařství

14 SACHARIDY v POTRAVĚ INZULIN sekrece β buňkami pankreatu EXTRACELULÁRNÍ TRÁVENÍ SACHARIDŮ Detekce glukózy (nad 5,5mmol/l) buňkami pankreatu Stimulace buněk k příjmu glukózy (prostřednictvím Inzulinových receptorů GLUKÓZA V KRVI INTRACELULÁRNÍ ŠTĚPENÍ SACHARIDŮ

15 Objev INZULÍNU NU + Frederick G. BANTING 1923 Nobelova cena 1923 za lékařství a fyziologii John MACLEOD

16 V závislosti na složení potraviny se sacharidy vstřebávají do krve různou rychlostí Jednoduché sacharidy (glukóza, monosacharidy, oligosacharidy) se dostávají do krve velmi rychle Rychlý vzestup hladiny cukru v krvi (hyperglykémie) Rychlé vyplavení inzulínu Následuje prudký pokles cukru v krvi (hypoglykémie) Náhlé výkyvy hladiny krevní glukózy zvyšuje riziko vzniku cukrovky a nemocí kardiovaskulárního systému

17 Vzrůstu hladiny krevní glukózy po příjmu sacharidové potravy vyjadřuje GLYKEMICKÝ INDEX = vzrůst glykémie po požití testované potraviny vzrůst glykémie po požití čisté glukózy x h

18 Existuje několik cest, kterými je glukóza přiváděna do buněk

19 GLUKÓZA: Transport pasivní - usnadněnou difůzí ATP Transport glukózy z krve do buněk probíhá usnadněnou difůzí. (Aktivní spřažený glukózovy transport viz dále)] Rychlost usnandněné difůze glukózy přes membránu buněk je přímo závislá na koncentraci glukózy v plazmě (glykémii). Pokud je koncentrace glukózy v plazmě abnormálně nízká [hypoglykémie], pak transport glukózy především do mozkových buněk může být nedostačující. Těžká hypoglykémie např. u diabetiků předávkovaných inzulinem může vést k bezvědomí (hypoglykemický šok) nebo dokonce ke smrti.

20 GLUKÓZA: Transport aktivní spřažený Na+ transport ATP Sekundární aktivní transport: Na+ jsou transportovány po směru koncentračního spádu a s sebou strhnou glukózu proti směru koncentračního spádu Primární aktivní transport: Na+ a K+ jsou aktivně pumpovány Proti směru koncentračního spádu A vytváří tak trvalý gradient V koncentraci Na+ a K+

21 Signální membránový protein glukózový transportní protein Oba typy molekul jsou součástí buněčných membrán a zásadním způsobem ovlivňují metabolismus glukózy v těle Při funkčních poruchách těchto membránových molekul dochází k onemocnění např. Diabetes mellitus cukrovka, úplavice cukrová

22 ZVÝŠEN ENÍ GLYKÉMIE po jídle j INZULIN GLUKÓZA Inzulinový receptor GLUT 4 (přenašeč pro glukózu) GLUT 4 váček Stimulace inzulinového receptoru vazbou inzulinu na receptorovou část 1a. Normální stav

23 ZVÝŠEN ENÍ GLYKÉMIE po jídle j INZULIN GLUKÓZA Inzulinový receptor GLUT 4 (přenašeč pro glukózu) Přemístění váčku k membráně a zabudování glukózových přenašečů do membrány GLUT 4 váček Signální dráha inzulinu k membránovému váčku s GLUT 4 přenašeči 1b. Normální stav

24 ZVÝŠEN ENÍ GLYKÉMIE po jídle j INZULIN GLUKÓZA Inzulinový receptor GLUT 4 (přenašeč pro glukózu) Zabudování GLUT 4 přenašečů do membrány; tím se otevře více dveří pro pasivní transport glukózy do buňky 1c. Normální stav

25 Obnovení fyziologické glykémie Omezení sekrece inzulínu GLUKÓZA Inzulinový receptor ODBOURÁNÍ GLUT4 GLUT 4 (přenašeč pro glukózu) Po vyrovnání vnitrobuněčné koncentrace glukózy s koncentrací v krvi jsou nadbytečné GLUT 4 z membrány opět odbourány 1d. Normální stav

26 ZVÝŠEN ENÍ GLYKÉMIE po jídle j NEDOSTATEK inzulinu GLUKÓZA Inzulinový receptor GLUT 4 (přenašeč pro glukózu) Nedostatečná stimulace Inzulinového receptoru GLUT 4 váček Nedostatečný signál 2a: DIABETES I. typu IDDM (insulin dependent Diabetes mellitus)

27 Zůst stává ZVÝŠEN ENÍ GLYKÉMIE NEDOSTATEK inzulinu Inzulinový receptor GLUT 4 (přenašeč pro glukózu) Transport glukózy do buňky je více nebo méně omezen Nedostatečná stimulace Inzulinového receptoru GLUT 4 váček Nedostatečný signál Glukózové přenašeče nejsou transportovány do membrány v důsledku NEDOSTATEČNÉHO SIGNÁLU 2b: DIABETES I. typu IDDM (insulin dependent Diabetes mellitus)

28 ZVÝŠEN ENÍ GLYKÉMIE po jídle j NADBYTEK inzulinu GLUKÓZA Inzulinový receptor GLUT 4 (přenašeč pro glukózu) Receptor nedostatečně reaguje na podnět GLUT 4 váček Nedostatečný signál 3a. DIABETES II. typu IIDM (insulin independent Diabetes mellitus)

29 Zůst stává ZVÝŠEN ENÍ GLYKÉMIE NADBYTEK inzulinu Inzulinový receptor GLUT 4 (přenašeč pro glukózu) Transport glukózy do buňky je více nebo méně omezen Receptor nedostatečně reaguje na podnět GLUT 4 váček Nedostatečný signál Glukózové přenašeče nejsou transportovány do membrány v důsledku NEDOSTATEČNÉHO SIGNÁLU 3b. DIABETES II. typu IIDM (insulin independent Diabetes mellitus)

30 v těle t živočichů a člověka Zdroj energie Zásobní a stavební funkce: glykogen (játra, svaly: zásoba energie) chitin = glukosamin (exoskelet členovců) kys. hyaluronová (sklivec, klouby biologické tlumiče nárazů ) škrob a ceulóza Řada specifických funkcí

31 POVRCHOVÉ BUNĚČNÉ ANTIGENY GLYKOKALYX Ochrana buněk IgM ERYTROPOETIN PROTROMBIN glykoprotein produkovaný ledvinami řídí hemopoézu TRANSFERIN transport železa