RNDr. Ivana Fellnerová, Ph.D. Katedra zoologie, PřF UP Olomouc

Prezentace navazuje na základní znalosti Biochemie, stavby a transportu přes membrány Doplňující prezentace: Proteiny, Sacharidy, Stavba membrán, Membránový transport, Dynamika membrán Symboly označující animaci resp. video (dynamická prezentace daného fyziologického procesu). Plnohodnotné animace (videa) spolu s podrobným výkladem studenti uvidí na přednáškách popř. praktických cvičeních. Varianta pro tisk, která je k dispozici na internetu obsahuje jen statické popisy těchto procesů. Symbol označující odkaz na animaci z internetu, kterou studenti mohou sami kdykoli otevřít Dynamika membrán Odkaz na doplňující prezentaci, z které byl snímek převzat

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

Monitorování krevního cukru Jednotka: mmol/l, mg/dl

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 autolancety (kryt lancety-jehly) spoušť 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 idlem, 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

Monitorování krevního cukru Jednotka: mmol/l, mg/dl

(Údaje k testovacím proužkům GLUCOLAB) Ráno před snídaní 3,9 5,8 70 105 Před obědem, večeří 3,9 6,1 70 110 1 hod. po jídle < 8,9 < 160 2 hod. po jídle < 6,7 < 120 Mezi 2. a 4. hod. ranní > 3,9 > 70

Srovnání dynamiky glykémie po jídle různého složení koncentrace glukozy (m m ol/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 čas od příjmu potravy jednoduché sacharidy (a) jednoducjé sacharidy (b) kombinované jídlo (oběd) 2:30 2:45 3:00 3:15 3:30 Koncentrace glukózy (mg/dl) První odběr na lačno, pak následuje příjem potravy

V závislosti na složení potraviny se sacharidy vstřebávají do krve různou rychlostí Potraviny s rychle vstřebatelnými sacharidy Rychlý vzestup hladiny cukru v krvi (hyperglykémie) Rychlé vyplavení inzulínu Následuje prudký pokles cukru v krvi (hypoglykémie) Náhlé výkyvy hladiny krevní glukózy zvyšuje zátěž organismu a riziko vzniku cukrovky a nemocí kardiovaskulárního systému

Vzrůstu hladiny krevní glukózy po příjmu sacharidové potravy (rychlost vstřebávání) vyjadřuje GLYKEMICKÝ INDEX = vzrůst glykémie po požití testované potraviny vzrůst glykémie po požití čisté glukózy x 100 ½ - 2 h

Faktory ovlivňuj ující glykemický index Glykemický index potravin závisí na několika faktorech: Obsah sacharidů v potravině Náročnost štěpící fáze (dostupnost sacharidů pro tělo) Typ monosacharidových jednotek RYCHLEJŠÍ vstřebávání POMALEJŠÍ Monosacharidy x polysacharidy Glukóza x fruktóza, galaktóza Tekutá forma x pevná forma

Glykemický index vybraných potravin NÍZKÝ GI < 30 většina druhů zeleniny, luštěniny, ořechy, citrusy a další kyselé ovoce (rybíz, ostružiny, višně aj.) Hořká čokoláda, kakaový prášek Středn ední GI 30-70 většina druhů ovoce, luštěniny, müsli tyčinky, celozrnné tmavé pečivo, neloupaná rýže, těstoviny mléčné výrobky Vysoký GI >70 med, cukr, bonbóny, datle, fíky colové nápoje, džusy, bílé a sladké pečivo, oplatky vodové zmrzliny (typ calipo )

1. Přenašečový PASIVNÍ transport (usnadněná difůze) cose ransporter GLUT umožňuje vstup glukózy do buněk pasivně (nevyžaduje energii) Typy glukózových transportérů GLUT 1 vyskytují se ve většině buněk těla ; V dospělosti nejčetnější výskyt v membránách erytrocytů a nervových b. Velmi citlivé ke koncentraci glukózy (adaptace k vysokým nárokům buněk CNS) ; GLUT 2 výskyt v játrech, pankreatu a epitelech tenkého střeva a ledvin GLUT 3 výskyt v neuronech GLUT 4 výskyt v buňkách inzulinem regulovaných tkání jako je kosterní svalovina a tuková tkáň GLUT 5 výskyt v epitelu tenkého střeva; ve skutečnosti transporter pro fruktózu (GLUT 6 - GLUT 12 : stále předmětem výzkumu)

Na+ glukózový transportér (SGLT) Koncentrační gradient Na+ a K+ udržovaný na membráně prostřednictvím Na+K+ pumpy je využíván, mimo jiné, dalšími přenašeči (sekundární aktivní transport) Na+ Glu Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Ve směru koncentračního spádu PASIVNÍ TRANSPORT Proti koncentračnímu spádu sekundární AKTIVNÍ TRANSPORT Na+ Glu + N a Glu Glu Glu Glu Glu u Gl SYMPORT Dynamika membrán

SGLT: sekundární aktivní transport 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+

Transport glukózy : přehled PASIVNÍ transport : GLUT Většina tkání v těle: GLUT 1 do buňky Kosterní svalstvo Tuková tkáň GLUT 4 do buňky (inzulin-závislé) Jaterní buňky GLUT 2 do buňky (syntéza glakogenu) z buňky (glykogenolýza) Epitel tenkého střeva vnější membrána GLUT 5 fruktóza do buňky vnitřní membrána GLUT 2 glukóza z buňky SEKUNDÁRN RNÍ AKTIVNÍ transport : SGLT Epitel tenkého střeva vnější membrána Na+-glu transporter aktivně dovnitř buňky

GLUT 2 β buněk slinivky břišní Chemicky řízený K kanál je otevřený K Ca Ca 2+ GLUT 2 Pomalý metabolizmus; málo NÍZKÁ GLYKÉMIE Vezikuly s inzulinem

GLUT 2 β buněk slinivky břišní Otevření napětím řízeného Ca2+ kanálu Uzavření chemicky řízeného K kanálu K Akční potenciál Ca Ca 2+ GLUT 2 Intenzivní Pomalý metabolizmus; dostatek málo ZVÝŠENÁ NÍZKÁ GLYKÉMIE Vezikuly s inzulinem

GLUT 2 β buněk slinivky břišní Otevření napětím řízeného Ca2+ kanálu Uzavření chemicky řízeného K kanálu K Akční potenciál Ca Ca 2+ GLUT 2 Intenzivní Pomalý metabolizmus; dostatek málo SEKRECE INZULINU ZVÝŠENÁ NÍZKÁ GLYKÉMIE Vezikuly s inzulinem

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

GLUT 4 regulace inzulinem

Diabetes I. typu

Diabetes II. typu

3. Receptor-enzym Receptor-Enzym má dvě části: Receptorová část leží vně membrány, enzymatická na vnitřní straně membrány. Vazbou ligandu na Vnější receptorovou část se aktivuje vnitřní, enzymatická (katalytická) část. ta může mít buď thyrozin kinázovou aktivitu nebo guanyl cyklázovou aktivitu. Ligand Příklad: Inzulinový receptor (první posel) na membránách svalových a tukových buněk Receptorová oblast Insulinový receptor má thyrozin kinázovou aktivitu Thyrozin kiná kináza Fosforyluje AMK tyrozin cílového proteinu (přenose fosfátové skupiny z ) Oblast enzym PROTEIN P Dynamika membrán

Po jídle byla u vyšetřované osoby naměřena glykémie 140 mg/dl. Kolik je to mmol/l? (mol glukózy = 180) Na lačno byla u vyšetřované osoby naměřena glykémie 4,2 mmol/l Kolik je to mg/dl? (mol glukózy = 180)

l x M x mol = g/l Po jídle byla u vyšetřované osoby naměřena glykémie 140 mg/dl. Kolik je to mmol/l? (mol glukózy = 180) 1. M. 180 = 1,4 M = 0,0078 mmol/l = 7,8 Na lačno byla u vyšetřované osoby naměřena glykémie 4,2 mmol/l Kolik je to mg/dl? (mol glukózy = 180) 0,1. 0,0042. 180 = g/l 0,0756 = g/l 75,6 = mg/dl