Sacharidy ve výživě člověka význam sacharidů v organismu živina: glukosa x glykogen součást složitějších látek: NK, koenzymy informační molekuly: glykolipidy, glykoproteiny speciální funkce: heparin základní živina pro každou buňku převažující živina pro: mozek, erytrocyt, kůra nadledvinek, zhoubný nádor centrální postavení – D-glukosa ostatní monosacharidy na ni přecházejí

Trávení sacharidů Dutina ústní: sliny enzym α-amylasa (ptyalin) štěpí α1,4-glykosidovou vazbu endonukleasa produkty: maltosa, isomaltosa, maltotriosa, dextriny hloubka trávení nízká – krátká doba působení + inaktivace žaludeční šťávou enzym lyzozym štěpí β1,4-glykosidovou vazbu rozrušuje stěnu grampozitivních baktérií Žaludek se na trávení sacharidů nepodílí.

Trávení sacharidů ve střevech Duodenum – pankreatická šťáva enzym α-amylasa produkuje především maltosu vysoká intenzita Kartáčový lem mikroklků střevní sliznice α1,4-glykosidasy odštěpují glukosu vázanou α-glykosidově štěpí maltosu + sacharosu β-galaktosidasa = laktasa aktivní u kojenců a s věkem její aktivita klesá výsledek → směs monosacharidů s převahou glukosy Absorpce glukosy do enterocytu pasivně: při vysokých koncentracích (po jídle) aktivně: při nízkých koncentracích → ko-transport s Na+ z enterocytu portální vénou do jater

Přehled metabolismu glukosy glykémie 3,9 – 6,1 mM hypoglykémie < 2,5 mM hyperglykémie > 7,7 mM 70 % glukosy z GIT jde do jater aminokyseliny z proteinů glycerol z lipidů potrava: sacharidy transformace v játrech glukosa krve glukoneogenese glykogen laktát glukosa buněk glykolýza zdroj energie pentosový cyklus glykoproteiny a glykolipidy utilizace: CO2 + H2O pentosy

Glykolýza I universální pro všechny organismy (kvasinka, člověk) výjimečnost glukosy – tvorba ATP i za anaerobních podmínek Produkty glykolýzy za aerobních podmínek → pyruvát laktát → výhradně za anaerobních podmínek sval - sprinter erytrocyt ethanol – kvasinky rodu Sacharomyces: pyruvát → acetaldehyd → ethanol Vstup glukosy do buňky - přenašeče glukosy pasivní transport – (glucose transporter - GLUT 1-7): GLUT 2 – hepatocyt GLUT 1 – erytrocyt, mozek GLUT 3 – mozek GLUT 4 – kosterní sval, tuková tkáň – závislý na insulinu aktivní transport – (sodium glucose transporter SGLT) enterocyt, ledvinový tubulus

Fáze glykolýzy aktivace glukosy a její přeměna na triosafosfáty oxidace triosafosfátu na 3-fosfoglycerát, zisk ATP konverze 3-fosfoglycerátu na pyruvát pyruvát → laktát glukosa → glukosa-6-fosfát

Glykolýza II souhrnná reakce: glukosa + 2NAD+ + 2ADP + 2H3PO4 → 2 pyruvát + 2NADH(H+) + 2ATP energetický zisk na 1 mol glukosy 2 moly ATP – anaerobně 36 – 38 molů ATP aerobně napojením na dýchací řetězec přenos NADH(H+) do mitochondrie: člunek malátaspartátový – 3 ATP / NADH(H+) člunek glycerolfosfátový - 2 ATP / NADH(H+) energetický zisk z anaerobní glykolýzy je malý → laktát je bohatá sloučenina velmi rychlý zisk energie

ΔG glykolýzy a rovnováha

Regulace glykolýzy fosfofruktokinasa (6-fosfofrukto-1-kinasa) aktivátor AMP, inhibitor ATP a citrát fruktosa-2,6-bisfosfát – v játrech vysoká koncentrace stimuluje glykolýzu nízká koncentrace stimuluje glukoneogenesy 6-fosfofrukto-2-kinasa: inzulín ↑, glukagon a katecholaminy↓ hlavní kontrolní přepínač metabolismu z glykolýzy na glukoneogenesy v játrech Pasteurův efekt – dodávka O2 zpomaluje glykolýzu hexokinasa inhibice glukosa-6-fosfát pyruvátkinasa inhibice ATP

Glukoneogeneze syntéza glukosy po delším hladovění (24 hod) 90 % játra, 10 % ledviny zdroje laktát, pyruvát - Coriho cyklus glukogenní AMK – alanin a glutamin glycerol - 19 g/den propionyl-CoA – kráva 2 klíčové reakce pyruvátkarboxylasa fosfoenolpyruvátkarboxykinasa regulace 1. fruktosa-1,6-bisfosfatasa aktivace – citrát, hladovění inaktivace – AMP, Fru-2,6-P 2. pyruvátkarboxylasa hormony glukokortikoidy – zesilují efekt glukagonu; katecholaminy antagonista - insulin

Pentosafosfátový cyklus oxidační fáze – tvorba NADPH + H+ glukosa-6-fosfátdehydrogenasa přeměny monosacharidů 6 × ribulosa-5-fosfát ↔ 5 × fruktosa-6-fosfát transaldolasa – přenáší 3C transketolasa – přenáší 2C aldolasa lokalizace (cytosol) tuková tkáň, játra (30% Glc), kůra nadledvin, mléčná žláza, erytrocyt tvorba NADPH syntéza MK, cholesterolu – tuková tkáň, mléčná žláza glutathion – erytrocyt syntéza pentos

Pentosafosfátový cyklus

Glykogen játra – 150 g svaly – 300 g Glykogenolýza glykogenfosforylasa (fosforylasa) transferasa (linearizační enzym) Syntéza glykogenu uridindifosfátglukosa – UDP-glukosadifosforylasa glykogensynthasa větvící enzym - transglykosylasa

Struktura glykogenu

Glykogenolysa a syntesa glykogenu

Regulace metabolismu glykogenu faktory štěpení syntéza Allosterické efekty AMP + ATP - Glc-6-P glukosa Hormony glukagon insulin adrenalin thyroxin

Glukosová homeostasa

Ostatní monosacharidy fruktosa játra: fruktosa → fruktosa-1-P → dihydroxyacetonfosfát + gyceraldehyd částečně na glukosu v enterocytu galaktosa játra: galaktosa → galaktosa-1P → UDP-Gal → UDP-Glu