METABOLISMUS SACHARIDŮ

Prezentace na téma: "METABOLISMUS SACHARIDŮ"— Transkript prezentace:

1 METABOLISMUS SACHARIDŮ
© Biochemický ústav LF MU (H.P., E.T.)

2 Hlavní živina pro lidský organismus
Sacharidy Využitelné sacharidy Nevyužitelné sacharidy Polysacharidy škrob (těstoviny, rýže, pudinky, brambory,...) Oligosacharidy sacharosa (sladká jídla..) laktosa (mléko,..) maltosa (pivo, slad..) Monosacharidy glukosa (ovoce..) fruktosa (med, ovoce..) galaktosa Polysacharidy celulosa (ovoce, zelenina)  VLÁKNINA

3 Obsah škrobu v potravinách (průměrné hodnoty)
Potravina Škrob (%) Pudinkový prášek Mouka pšeničná Rýže Těstoviny Rohlík Luštěniny Chléb Celozrnné pečivo Brambory Banán 80 75 70 60 50 40 15 ! ! !

4 Obsah glukosy v potravinách
Potravina Glukosa (%) Glukopur Rozinky Med Hrozny Ovoce 100 50 30 6-10 1-5 ! ! ! U diabetiků nutná velká opatrnost

5 ? ? škrob celulosa Glukosa (volná i vázaná) Nejrozšířenější sacharid
Sacharid tvořící největší využitelný zdroj energie škrob Sacharid tvořící významnou složku nestravitelného podílu v potravě celulosa

6 Ústa → žaludek → tenké střevo → portální žíla
Trávení sacharidů Schematicky Ústa → žaludek → tenké střevo → portální žíla Ústa: slinná a-amylasa (štěpení a-1,4 glykosidových vazeb) škrob  dextriny Žaludek: žádný enzym štěpící sacharidy inaktivace slinné a-amylasy

7 Tenké střevo : pankreatická a-amylasa (štěpení a-1,4 glykosidových vazeb) dextriny a (škrob)  maltosa, isomaltosa, D-glukosa specifické disacharidasy (štěpení na monosacharidy) sacharosa, laktosa  glukosa, fruktosa, galaktosa kartáčový lem enterocytů absorpce monosacharidů  buňky střevní sliznice Portální žíla transport monosacharidů do jater

8 Proč organismus nevyužívá celulosu jako zdroj energie ?
Celulosa  glukosové jednotky b-1,4-glykosidová vazba

9 Nejvýznamnější monosacharidy v metabolismu
GLUKOSA Fruktosa Galaktosa

10 ! ! GLUKOSA V KRVI Nesmí klesnout pod 3 mmol/l
3,3-5,6 mmol/l …. kapilární krev 3,9-6,1 mmol/l ……. sérum, plasma Zvyšuje hladinu glukosy Snižuje hladinu glukosy Glukagon Adrenalin Glukokortikoidy (Kortizol) Insulin Regulace hormonální

11 Nejvýznamnější orgán v metabolismu sacharidů
JÁTRA JÁTRA • zásobuje ostatní tkáně glukosou • metabolizuje glukosu - zisk energie - prekursory pro ostatní látky • syntéza glykogenu

12 Játra Distribuce glukosy v organismu Ostatní tkáně CNS Erytrocyty
Glukosa není jediným zdrojem energie Využití i mastných kyselin a ketonových látek Ostatní tkáně Játra CNS (za normál. podmínek) Erytrocyty Glukosa – jediný zdroj energie

13 Který orgán bude přednostně zásobován glukosou v případě , že poklesne hodnota glukosy v krvi ?

14 METABOLISMUS GLUKOSY Glykolýza Syntéza a odbourání glykogenu
Pentosový cyklus Glukoneogeneze

15 Glykolýza • Lokalizace: cytoplasma (většina buněk)
• Význam: zisk energie tvorba dalších látek • Rozdělení glykolýzy: aerobní glykolýza anaerobní glykolýza

16 Glykolýza glukosa pyruvát laktát acetyl-CoA schematicky Glc Glc-6-P
fosforylace Glukosa-6-fosfát Glc-6-P pyruvát Pyr Anaerobní podmínky Aerobní podmínky laktát acetyl-CoA

17 Glukosa 2 Pyruvát ATP ATP 2 NADH 2 ATP 2 ATP Glukosa-6-P
ADP ATP Glukosa Glukosa-6-P Fruktosa P ATP ADP Fruktosa-1,6-bis P Glyceraldehyd -3 - P Dihydroxyaceton - P NAD+ 2 NADH Série reakcí 2 ATP 2 ATP 2 Pyruvát

18 Sumární rovnice glykolýzy (anaerobní i aerobní)
C6H12O NAD ADP + 2 Pi 2 CH3-CO-COOH NADH H ATP ! Pro kontinuální průběh glykolýzy je třeba: • Regenerace NAD+ - tedy reoxidace NADH • Dostatek ADP

19 Glykolýza glukosa pyruvát laktát acetyl-CoA schematicky
fosforylace Glukosa-6-fosfát pyruvát Anaerobní podmínky Aerobní podmínky laktát acetyl-CoA

20 Aerobní glykolýza pyruvát Acetyl-CoA glukosa
Oxidační dekarboxylace (multienzymový komplex: thiamindifosfát, kyselina lipoová, koenzym A, FAD, NAD+) Acetyl-CoA CH3-CO-COOH + CoA-SH + NAD+ → CH3-CO-SCoA + CO2 + NADH + H+

21 Kde probíhá aerobní glykolýza ?
• Většina buněk Příklad: Kosterní sval Kosterní sval – mírná práce nebo klid dostatečný přívod O2 glukosa pyruvát Tvorba acetylCoA Reoxidace NADH – dýchací řetězec

22 Glykolýza glukosa pyruvát laktát acetyl-CoA schematicky
fosforylace Glukosa-6-fosfát pyruvát Anaerobní podmínky Aerobní podmínky laktát acetyl-CoA

23 Anaerobní glykolýza pyruvát laktát Pyruvát + NADH + H+ laktát + NAD+
glukosa pyruvát Laktátdehydrogenasa (LD) laktát LD Pyruvát + NADH + H laktát + NAD+ H

24 Kde probíhá anaerobní glykolýza ?
• Většina buněk je schopna anaerobní glykolýzy Příklad: Kosterní sval (namáhaný) Tkáně při hypoxii Kosterní sval - intenzivní práce nedostatečný přívod O2 glukosa pyruvát Tvorba laktátu (reakce LD) Práce na kyslíkový dluh

25 Práce na kyslíkový dluh
• Intenzivní svalová činnost • Nedostatek O2 • Vznik laktátu buňka krev ! Hromadění laktátu laktát ACIDÓZA Svalová bolest vyčerpání Délka trvání ? Krátký omezený časový úsek (např. sprint)

26 Jak odstraníme následky svalové bolesti a vyčerpání ?
• ukončení svalové činnosti (zmírnění práce) • dostatečné zásobení kyslíkem Poté dochází k přeměně části laktátu na pyruvát a NADH se reoxiduje v dýchacím řetězci.

27 Jaký je průběh glykolýzy v kosterním svalu?
Mírná práce (klid) Intenzivní práce Dostatečný přívod O Nedostatečný přívod O2 Aerobní glykolýza Anaerobní glykolýza Práce na kyslíkový dluh Vytrvalostní běh Sprint červená svalová vlákna bílá svalová vlákna

28 Jaký je průběh glykolýzy v erytrocytech?
 Aerobní glykolýza Anaerobní glykolýza Chybí mitochondrie Tvorba laktátu Laktát jde do krve  v játrech na pyruvát

29 Vztah vitaminů k metabolismu sacharidů ?

30 Thiamin – vitamin B1 • podílí se při oxidační dekarboxylaci pyruvátu
• nezbytný pro metabolismus sacharidů (a též ostatních živin) Denní potřeba: 1,5 mg Zdroj: maso, celozrnný chléb, kvasnice Nedostatek: zvýšená únava, svalová slabost, deprese choroba z nedostatku – beri-beri

31 Niacin – vitamin B3, Riboflavin - vitamin B2 (vitamin PP)
• součást koenzymu NADH Denní potřeba: 20 mg Zdroj: maso, játra, vejce Nedostatek: pelagra Riboflavin - vitamin B2 Kys.nikotinová Nikotinamid • součást koenzymu FAD Denní potřeba: 1,8 mg Zdroj: vejce, mléko, maso Nedostatek: kožní změny, postižení sliznice

32 38 ATP Energetická bilance anaerobní glykolýzy: 2 ATP
Glukosa Pyruvát Laktát 38 ATP Energetická bilance aerobní glykolýzy: Glukosa Pyruvát acetyl-CoA citrátový cyklus NADH DŘ Sumárně aerobní glykolýza: Glukosa + 6 O ADP+Pi → 6 CO2 + 6 H2O + 38 ATP

33 Glykolýza aerobní anaerobní Dostatečný přívod O2
Vysoký zisk energie: 38 ATP Nedostatečný přívod O2 Malý zisk energie: 2 ATP Význam – zisk energie Význam – zisk energie • při dějích,kdy je omezen přísun kyslíku • tkáň nemá mitochondrie (ery,leu,..)