Ivana FELLNEROVÁ 2008/11
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 st výživy zdroj energie Koncentrace glukózy v tělnt lních 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 t 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
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
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
Objev INZULÍNU NU + 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
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
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
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
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
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)
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)
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)
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)
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
POVRCHOVÉ BUNĚČNÉ ANTIGENY GLYKOKALYX Ochrana buněk IgM ERYTROPOETIN PROTROMBIN glykoprotein produkovaný ledvinami řídí hemopoézu TRANSFERIN transport železa