SACHARIDY Organické látky Obecný vzorec (CH 2 O) n glyceraldehyd polyhydroxyaldehydy polyhydroxyketony dihydroxyaceton Převážně rostlinný původ Vznik fotosyntetickou asimilací
MONOSACHARIDY DERIVÁTY MONOSACHARIDU Cyklická forma znázornění ribóza glukóza
Důležitá součást výživy zdroj energie Koncentrace glukózy v tělních tekutinách: stálost diagnostický význam
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
MONOSACHARIDY glukóza ribóza fruktóza OH OH POLOACETALOVÝ HYDROXYL má silné redukční účinky Využití při důkazech jednoduchých cukrů (Fehlingova zkouška)
OLIGOSACHARIDY glukóza fruktóza OH OH C O C glykosidická vazba O -H 2 O dehydratační syntéza sacharóza
OLIGO- SACHARIDY několik lineárně vázaných monosacharidových jednotek POLYSACHARIDY desítky-stovky monosacharidových jednotek různý stupeň větvení
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
v těle živočichů a člověka Zdroj energie
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
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
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
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
Objev INZULÍNU + Frederick G. BANTING 1923 Nobelova cena 1923 za lékařství a fyziologii John MACLEOD
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
Vzrůstu hladiny krevní glukózy po příjmu sacharidové potravy vyjadřuje GLYKEMICKÝ INDEX = vzrůst glykémie po požití testované potraviny vzrůst glykémie po požití čisté glukózy x 100 2 h
Existuje několik cest, kterými je glukóza přiváděna do buněk
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.
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+
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
INZULIN GLUT 4 (přenašeč pro glukózu) Udržení fyziologické GLYKÉMIE (6 mmol/l) Další GLUT 4 BUNĚČNÁ MEMBRÁNA INZULÍNOVÝ RECEPTOR - STIMULACE Transport glukózy do buňky Přemístění váčku k membráně a zabudování glukózových přenašečů do membrány GLUT 4 váček Signální dráha inzulinu k membránovému váčku s GLUT 4 přenašeči Normální stav
GLUT 4 (přenašeč pro glukózu) vysoká GLYKÉMIE GLUT 4 (přenašeč pro glukózu) BUNĚČNÁ MEMBRÁNA INZULÍNOVÝ RECEPTOR NEDOSTATEK inzulinu Příjem glukózy buňkou je omezen Nedostatečná stimulace receptoru k inzulínu Glukózové přenašeče nejsou transportovány do membrány - NEDOSTATEK PŘENAŠEČU GLUT 4 váček SIGNÁL JE NEDOSTATEČNÝ DIABETES I typu IDDM (insulin dependent Diabetes mellitus)
GLUT 4 (přenašeč pro glukózu) vysoká GLYKÉMIE GLUT 4 (přenašeč pro glukózu) BUNĚČNÁ MEMBRÁNA INZULÍNOVÝ RECEPTOR NADBYTEK inzulinu Příjem glukózy buňkou je omezen Snížená citlivost receptoru k inzulínu Glukózové přenašeče nejsou transportovány do membrány - NEDOSTATEK PŘENAŠEČU GLUT 4 váček SIGNÁL JE NEDOSTATEČNÝ DIABETES II typu IIDM (insulin independent Diabetes mellitus)
v těle 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
POVRCHOVÉ BUNĚČNÉ ANTIGENY GLYKOKALYX Ochrana buněk IgM ERYTROPOETIN PROTROMBIN glykoprotein produkovaný ledvinami řídí hemopoézu TRANSFERIN transport železa
Monitorování krevního cukru Jednotka: mmol/l
Autolanceta (odběrové pero) Místo odběru: Kapilární krev bříška prstu nebo ušního lalůčku Před odběrem: - odběrové místo umýt teplou vodou -důkladně osušit - promasírovat - místo vpichu sterilizovat 70% etanolem Čepička spoušť autolancety (kryt lancety-jehly) Nastavení hloubky vpichu pojistka
Nepoužitá LANCETA s ochranou čepičkou LANCETA po odstranění ochrané čepičky umístění jehly v autolancetě Kryt lancety (jehly) pootočením se nastavuje hloubka vpichu LANCETA (odběrová jehla)
Testovací proužky Testovací proužky se vkládají do glukometru s optickým čidlem, které detekuje kvalitu krevního vzorku
Po vpichu autolancetou (doporučená hloubka vpichu 1-2) vytlačíme kapku krve, kterou se lehce dotkneme oranžového pole na indikačním papírku. Glukometr do několika vteřin vyhodnotí hladinu glykémie
Srovnání dynamiky glykémie po jídle různého složení koncentrace glukozy (mmol/l) 10,0 8,0 6,0 4,0 0:00 0:15 0:30 0:45 1:00 1:15 1:30 1:45 2:00 2:15 jednoduché sacharidy (a) jednoducjé sacharidy (b) kombinované jídlo (oběd) 2:30 2:45 3:00 3:15 3:30 čas od příjmu potravy První odběr na lačno, pak následuje příjem potravy