SAARIDY uhlovodany, uhlohydráty, karbohydráty - nepouţívá se!! 1
Význam ZDRJ a ZÁSBA ENERGIE glukosa, glykogen, škrob strukturní složka pojivo, membrány nukleové kyseliny rozlišovací funkce (rozpoznávání) cytoplasmatické membrány glykoproteiny jako receptory 2
Výskyt Ţivočišná říše Rostlinná říše fotosyntéza 2, 2, sluneční energie zelené rostliny VŠEBENĚ RZŠÍŘENÉ LÁTKY 3
Sacharidy polyhydroxyaldehydy a polyhydroxyketony Rozdělení monosacharidy oligosacharidy : n 2-10 cukry disacharidy polysacharidy : n > 10 (aţ tisíce monosacharidových jednotek) 4
MNSAARIDY Aldosy -osa Ketosy -ulosa 2 ()n 2 ()n 2 Názvy - Počet uhlíků + zakončení (-osa, -ulosa) pentosa pentulosa hexosa hexulosa Běžné názvy - triviální 5
Nejjednodušší monosacharidy (triosy) glyceraldehyd dihydroxyaceton * 2 2 2 * asymetrický uhlík 6
1 * 2 enantiomery * 2 2 * D-glyceraldehyd L-glyceraldehyd 7
D - a L - : konfigurace - skupiny na nejvzdálenějším uhlíku od karbonylové skupiny 1 2 3 4 5 6 * * * * 2 D-glukosa 8
D - řada cukrů - skupina je vpravo (podle D-glyceraldehydu) 2 zrcadlo L - řada cukrů dle - skupiny nejvzdálenější od karbonylové skupiny - skupina je vlevo (podle L-glyceraldehydu) 2 D-glukosa L-glukosa 9
yklické formy monosacharidů : pyranosy furanosy 1 2 2 Fisherova cyklická forma aworthova projekce Fisherovy projekce projekce D-glukosa -D-glukopyranosa -D-glukopyranosa na 1 vzniká nový hydroxyl - poloacetalový (anomerní) hydroxyl 10
- anomer - anomer - skupina pod rovinu kruhu - skupina nad rovinu kruhu -D-glukopyranosa -D-glukopyranosa 11
xidace monosacharidů oxidace aldehydové skupiny aldonové kyseliny 2 2 D-glukosa D-glukonová kyselina 12
xidace monosacharidů oxidace primární alkohol.skupiny uronové kyseliny 2 D-glukosa D-glukuronová kyselina detoxikace 13
Redukce redukce aldehydové skupiny cukerné alkoholy 2 + 2 redukce 2 2 D-glukosa D-glucitol Esterifikace reakce hydroxylové skupiny sacharidu s kyselinou glukosa-6-fosfát glukosa-6-fosfát 14
Tvorba glykosidů -glykosidy : oligosacharidy, polysacharidy vazba -glykosidová (reakce anomerního hydroxylu s alkoholovou skupinou) N-glykosidy : nukleosidy vazba N-glykosidová (reakce anomerního hydroxylu s -NR skupinou) 15
Významné monosacharidy exosy Glukosa Galaktosa Pentosy Ribosa Deoxyribosa Fruktosa 16
D Glukosa nejrozšířenější v přírodě hroznový cukr (Glukopur) stavební jednotka škrobu, glykogenu, celulosy, sacharózy 2 koncentrace v krvi 3,3-5,6 mmol/l regulace inzulinem a glukagonem onemocnění: diabetes mellitus zdroj energie (výhradně erytrocyty, přednostně mozek) součást nitroţilních infuzí 17
Glukosa v potravinách Potravina Glukopur Rozinky b Med rozny b voce Glukosa (%) a 100 50 30 6-10 1-5 a Průměrný obsah glukosy v hmotnostních procentech. b U diabetiků nutná velká opatrnost! 18
D - galaktosa 2 epimer glukosy - opačná konfigurace na -4 vázaná v laktose (disacharid) součást glykoproteinů, glykolipidů D fruktosa 2 2 ovocný cukr nejrozšířenější ketosa volná - med vázaná - v sacharose (disacharid) 19
D-ribosa a D-2-deoxyribosa pentosy stavební jednotky nukleových kyselin 2 2 2 ribosa 2-deoxyribosa 20
LIGSAARIDY 2-10 jednotek Vazba glykosidová Např.: -1,4 nebo -1,4 -, - : podle konfigurace anomerního hydroxylu vstupujícího do vazby 1,4 : číslice značí polohu uhlíkových atomů vstupujících do vazby 21
DISAARIDY 2 monosacharidy spojené glykosidovou vazbou -glykosidy Nejvýznamnější oligosacharidy Sacharosa Laktosa Maltosa ellobiosa 22
Maltosa sladový cukr slad, enzymatická hydrolýza škrobu 2 molekuly glukosy, -1,4 glykosidová vazba - maltosa 23
ellobiosa stavební jednotka celulosy 2 molekuly glukosy, -1,4 glykosidová vazba - cellobiosa 24
Sacharosa cukr řepný, třtinový glukosa a fruktosa, 2,1 glykosidická vazba prodej a konzumace - krystalická forma 25
Relativní sladivost vztažená k sacharose Sacharidy Sacharosa Glukosa Fruktosa Laktosa 1,0 0,5 1,5 0,3 Syntetická sladidla Glucitol 0,5 Aspartam a 180 Sacharin b 550 Neotam c 8000 a Aspartylfenylalanin-methylester (dipeptid) b Imid 2-sulfobenzoové kyseliny c N-(3,3-dimethylbutyl)aspartylfenylalanin-methylester (dipeptid) 26
Laktosa mléčný cukr galaktosa a glukosa, mléko : kravské 4-6 % ţenské 6 % -1,4 glykosidová vazba menší sladivost neţ sacharosa laktosa 27
Laktulosa Syntetický disacharid! V tenkém střevě není enzymově štěpena, bakteriemi v tlustém střevě je rozkládána na organické kyseliny. Působí projímavě a sniţuje resorpci N 3 28
PLYSAARIDY aţ tisíce monosacharidových jednotek glykosidová vazba : - glykosidová vazba - glykosidová vazba 1 4 a 1 6 řetězce lineární (bez větvení) i rozvětvené nerozpustné ve vodě, koloidní roztoky nejsou sladké 29
Významné polysacharidy omopolysacharidy Škrob Glykogen elulosa Inulin eteropolysacharidy Příklady: hondroitinsulfát eparin Agar Pektiny 30
Škrob zásobní látka rostlin hlavní zdroj sacharidů v potravě brambory, obiloviny, banány, rýţe, těstoviny pudinkový prášek ve vodě koloidní roztok glukosové jednotky směs amylosy (10-20%) a amylopektinu (80-90%) nejvýznamnější zdroj sacharidů pro člověka 31
Složení škrobu Amylosa Amylopektin 20 % škrobu -1,4 glykosidová vazba řetězec nevětvený rozpustná ve vodě 80 % škrobu -1,4 a -1,6 glykosid.vazba řetězec větvený nerozpustná ve vodě 1 1 4 6 32
bsah škrobu v potravinách (průměrné hodnoty) Potravina Škrob (%) Pudinkový prášek Mouka pšeničná Rýţe Těstoviny Rohlík Luštěniny hléb elozrnné pečivo Brambory Banán 80 75 75 70 60 60 50 40 15 15 33
Glykogen zásobní látka v lidském organismu (játra, sval) ţivočišný škrob vznik - syntéza ze sacharidů přijatých potravou glukosové jednotky struktura podobná amylopektinu řetězec větvený: -1,4 vazby a -1,6 vazby významný zdroj glukosy energie krátkodobé hladovění větvení 34
elulosa stavební rostlinný polysacharid glukosové jednotky, -1,4 glykosidová vazba řetězec nevětvený, lineární tvar stavební jednotka cellobiosa (disacharid) nerozpustná ve vodě nestravitelná pro člověka vláknina potravy zdroj celulosy zelenina, ovoce, celozrnné pečivo lékařství- obvazová vata, buničitá vata, práškovitá forma 2 2 2 2 2 2 2 2 35
Inulin Polysacharid tvořený fruktosou (fruktan) Zásobní látka někt. rostlin (artyčok, topinabury, ) Součást rozpustné vlákniny nasládlá chuť téměř nezvyšuje c(glc) 36
Vláknina Nerozpustná Rozpustná celulosa, hemicelulosa, lignin obilniny, zelenina, ovoce podporují peristaltiku střeva pektiny sloţka mezibuněčných vrstev vyšších rostlin (jablka, brambory) ve vodě-koloidní, viskózní roztoky za chladu viskózní roztoky přechází na gely (dţemy) ze střevního obsahu váţí toxické kovové ionty, ţlučové 37 kyseliny
Význam vlákniny podporuje peristaltiku tlustého střeva přispívá k vylučování ţlučových kyselin zpomaluje resorpci poţitých monosacharidů vztah obsahu vlákniny v potravě a výskytu kolorektálního karcinomu 38
eteropolysacharidy Agar Připraven rozvařením červených mořských řas eteropolysacharid Sloţení: Agarosa řetězce D- a L-galaktosy spojené 1 3 glykosidovou vazbou Agaropektin řetězce z D-galaktosy a D- galakturonové kyseliny, částečně sulfatované Ve vodě agar tvoří koloidní roztok, který při ochlazení přechází na pruţný gel (ţelatinizace). Proces závisí na teplotě a je reversibilní 39
Použití agaru Příprava bakteriálních ţivných půd agarosové gely pro elektroforézu otiskovací hmoty ve stomatologii potravinářství (E 406) 40
Glykosaminoglykany (mukopolysacharidy) nevětvené heteropolysacharidy jsou součástí proteoglykanů a peptidoglykanů tvořeny opakujícími se disacharidovými jednotkami: [ glykosamin uronová kyselina] n Glukosamin, galaktosamin (často acetylovány) Glukuronová, galakturonová, iduronová Specifické skupiny sacharidů mohou být sulfatovány 41
lavní typy glykosaminoglykanů (GAG) eteroglykan hyaluronová kyselina chondroitin-4-sulfát chondroitin-6-sulfát keratansulfát heparin dermatansulfát Složení Glc-NAc, Glc-UA Gal-NAc-4-sulfát, Glc-UA Gal-NAc-6-sulfát, Glc-UA, Gal-NAc, sulfát, chybí ur.kys Glc-NAc, Glc/Ido-UA, sulfát Gal-NAc, Glc/Ido-UA, sulfát 42
eparin Kyselý heteropolysacharid zabraňuje sráţení krve in vivo a in vitro vytváří komplex s antitrombinem III je produkován ţírnými buňkami prevence a léčba trombóz, po IM, chirurgických výkonech, po náhradě srdečních chlopní apod. příprava nesráţlivé krve pro laboratorní a transfůzní účely 43
Glykosaminoglykany jsou často součástí proteoglykanů kartáček k čištění zkumavek nebo lahví řetězce GAG Proteoglykany sový protein N-konec komplexy glykosaminoglykanů a specifických proteinů obsah heteroglykanů aţ 95 %, řetězce 10-100 cukerných jednotek nejčastěji -glykosidová vazba mezi proteinem a glykanem, koncová sekvence Gal-Gal-Xyl jsou hlavní komponentou extracelulární matrix ţivočichů 44
Komplexy proteoglykanů Kys. hyaluronová Spojovací protein sový protein eteroglykany Délka vlákna kys.hyaluronové je aţ 4000 nm sové proteiny jsou asociovány s kyselinou hyaluronovou pomocí spojovacích proteinů, na osové proteiny se váţou glykany 45
Význam proteoglykanů pro pojivovou tkáň pojivová tkáň (vazivo, chrupavka, kost) je tvořena hlavně extracelulární matrix, buněčný podíl je poměrně malý. extracelulární matrix: fibrilární sloţka (hlavně kolagen)vlákny, interfibrilární sloţka ( tvořená proteoglykany, hyaluronovou kyselinou a glykoproteiny). v kostech se nachází téţ sloţka minerální. 46
Význam proteoglykanů pro funkci chrupavky hrupavka se skládá z chondrocytů a mezibuněčné hmoty Mezibuněčná hmota je tvořena sítí kolagenu (60%) obklopeného velkými proteoglykanovými agregáty. Z heteroglykanů jsou přítomny kyselina hyaluronová, chondroitin-4-sulfát, chondroitin-6-sulfát a keratansulfát. 47
Vlastnosti chrupavky Velké mnoţství záporně nabitých zbytků (- -, -S 3- ) uděluje proteoglykanům vysoký záporný náboj Záporné náboje váţí kationty kovů, které jsou osmoticky aktivní GAG jsou proto silně hydratovány a zaujímají velký objem (10 3-10 4 x větší neţ vlastní objem molekul) Tato vlastnost způsobuje elasticitu a odolnost chrupavky vůči tlaku 48
Změna chrupavky po zátěži 2 2 2 2 2 2 2 zátěţ 2 2 2 49
Význam kloubní chrupavky hrupavka na rozdíl od kosti je deformovatelná. Je schopna absorbovat mechanickou sílu a rovnoměrně ji přerozdělit hrání tak kloub před mechanickým poškozením steoarthritida nejrozšířenější forma artritidy. Je primárně onemocněním chrupavky, příčinou je degradace extracelulární hmoty. Sniţuje se obsah glykosaminoglykanu a stoupá obsah vody v chrupavce, která se stává měkčí a méně odolnou k zátěţi. Dochází ke kontaktu kost-kost. 50
Využití potravinových doplňků s glukosaminem a chondroitinsulfátem při léčbě osteoartritidy? Účinnost těchto látek je stále diskutována Publikována řada studií o tom, ţe pomáhají udrţovat zdravé funkce kloubů a jejich pohyblivost. Není přesně známo, jakým mechanismem působí. SYSADA (Symptomatic Slow Acting Drugs of steoartrosis) viz např. článek: http://apps.isiknowledge.com/full_record.do?product=ws&search_mode=generalsearch&qi d=2&sid=s1c32fa9knoig3kfe&page=3&doc=23 (Brit.Med.J.2010) onclusions: ompared with placebo, glucosamine, chondroitin, and their combination do not reduce joint pain or have an impact on narrowing of joint space. ealth authorities and health insurers should not cover the costs of these preparations, and new prescriptions to patients who have not received treatment should be discouraged. 51