Sacharidy Osnova n Úvod n Význam n Dělení a klasifikace n Vláknina n Trávení n Vstřebávání n Metabolismus sacharidů Sacharidy n Sacharid (z lat. saccharum = cukr) n Též glycid, nepřesně cukr, zastarale a chybně uhlovodan nebo karbohydrát n Organická látka patřící do skupiny polyhydroxyderivátů - aldehydů nebo ketonů Nízkomolekulární sacharidy jsou rozpustné ve vodě a mají více či méně sladkou chuť n Makromolekulární polysacharidy jsou většinou bez chuti a jsou ve vodě jen omezeně rozpustné (škrob, agar) nebo zcela nerozpustné (celulosa) Sacharidy n Jsou sloučeniny uhlíku, vodíku a kyslíku, lišící se strukturou a velikostí molekuly n Zákl. stavební jednotka - monosacharidy n Vazba glykosidická n Zdroj energie pro činnost svalů a mozku n Primární zdroj energie při intenzivním tréninku n U rostlin vznikají asimilací vzdušného CO[2] za přítomnosti vody a denního světla - fotosyntézou n Denní příjem 50 - 60% z celkového energ. příjmu n Množství energie v 1g = 4 kcal = 17 kJ n Zásobní glykogen (jaterní a svalový) Dělení a klasifikace sacharidů n Jednoduché sacharidy n Monosacharidy 1 x 6C n Disacharidy 2 x 6C n Složené (komplexní) sacharidy n Polysacharidy 10 a více 6C Jednoduché cukry n Monosacharidy n Výskyt: ovoce(10 -- 12%), med (35%G, 35%F), zelenina, džusy... n Sladká chuť n Glukóza (hroznový, škrobový cukr, dextróza) n Nejrychlejší zdroj energie n Nezbytná pro mozek a ery (150 g/d) n Fruktóza (ovocný cukr, levulóza) n Galaktóza (součást mléčného cukru) Jednoduché cukry n Disacharidy n Maltóza (sladový cukr) -- klíčky obilovin a sladu glukóza + glukóza n Sacharóza (řepný, třtinový cukr) -- řepa cukrová, cukrová třtina, javorový sirup - spotřeba 100 -- 120 g/os./d - denní příjem max. 10 % glukóza + fruktóza n Laktóza (mléčný cukr) -- mléko a mléčné produkty - spotřeba 10 -- 30 g/os./d glukóza + galaktóza Složené cukry n Polysacharidy n Stravitelné (amylóza + amylopektin) n Složené z jednotek glu n Škrob -- rostlinný n Glykogen - živočišný n Hl. zdroje v potravě: obiloviny a jejich výrobky (mouka, chléb, rýže, těstoviny, kukuřice, oves..), brambory, luštěniny, zelenina Složené cukry n Polysacharidy n Nestravitelné (vláknina) n Částečná až úplná rezistence vúči hydrolýze trávicími šťávami n S výjimkou rozpustné vlákniny, prochází nezměněné tenkým střevem n Fermentace enzymy mikroflóry tlustého střeva -> MK n 1 g vlákniny = 3 kJ n DDD 25 -- 30g poměr R:N 1:3 n Dělení n Rozpustná -- pektiny, inulin, fruktooligosacharidy, slizy, gumy, hemicelulózy ... ovoce, oves, slad, luštěniny, brambory n Nerozpustná -- celulóza. Lignin, hemicelulózy... zelenina, otruby, celozrnné výrobky Význam vlákniny n Rozpustná n Částečné rozštěpení v tenkém střevě -> gely -> zpomalení pasáže v horní části GIT -> zvýšení viskozity střevního obsahu -> -v přístup trávicích šťáv k substrátům, vazba miner. látek -> -v vstřebávání živin a žluč. kyselin, zpomalení rychlosti resorpce glu, prebiotikum n Nerozpustná n -^ obsah stolice (zředění a vazba toxických látek), zkrácení transitního času -> omezení resorpce toxických látek, -v vstřebávání některých živin n Fermentace => MK s krátkým řetězcem (acetát, propionát, butyrát)= zdroje energie pro kolonocyty (80%), snížení pH => Preventivně x zácpě, polypy a nádory tl. střeva, žl. kameny, snižuje cholesterol v krvi Trávení škrobů n Dutina ústní n škrob -- slinná a-amyláza (ptyalin) n Optim. pH 6,7 n Žaludek n Utlumení aktivity ptyalinu Trávení škrobů n Tenké střevo n Enzymy slinivky břišní -- pankreatická a-amyláza n Hydrolýza 1,4 a vazby => maltóza, maltotrióza, polymery glu, a-limitní dextriny (8 glu) n Sliznice tenkého střeva -- oligosacharidázy n Zevní strana kartáčového lemu n a-limitní dextrináza -- a-limitní dextriny n Glukoamyláza -- maltóza => glu - maltotrióza => glu - polymery glu=> glu Trávení disacharidů n Tenké střevo n Sliznice tenkého střeva -- disacharidázy n Laktóza -> laktáza => glu a gal n Maltóza -> maltáza => glu a glu n Sacharóza -> sacharáza => glu a fru n Nedostatek disacharidáz => průjem, nadýmání, flatulence n Zvýšené množství osmoticky aktivních molekul oligosacharidů a tvorba plynů n Laktáza -- aktivita klesá s věkem n intolerance laktázy n Poruchy digesce i resorpce při zánětech Trávení oligosacharidů n Stachyóza, vebaskóza n Zastoupeny v luštěninách n Člověk neprodukuje enzymy schopné štěpit oligosacharidy => tlusté střevo => tvorba plynů, průjem n Oligosacharidy -- rozpustné ve vodě -v obsahu = několik hod. máčení luštěnin ve vodě, klíčení Vstřebávání sacharidů n Rychlé -- stěnou tenkého střeva => v. portae n Resorpce -- dřív než se zbytky stravy dostanou do terminálního ilea n Max. rychlost 120 g/hod. n Místo vstřebávání -- duodenum a proximální jejunum n Vliv Na^+ na transport sacharidů n -^ c Na^+ na slizničním povrchu bb. -> usnadnění vstupu glu do bb. a naopak n Společný kontransport n Na^+ - transport dle koncentračního spádu + glu = sekundárně aktivní transport do ICT, usnadněná či prostá difúze do ECT n Gal - stejný mechanismus n Fru -- absorpce nezávislá na Na^+ - pomalejší resorpce - usnadněná difúze - část fru -> glu (slizniční bb.) Přehled trávení - sacharidy Metabolismus sacharidů n Monosacharidy -> portální oběh -> játra n 1. krok v metabolismu glu,fru, gal -- fosforylace n Galaktóza -> gal-1-P-> glu-1-P (-> glukóza) n Podíl na syntéze glykogenu, reverzibilní reakce n Gal - tvorba glykolipidů, mukoproetinů n Fruktóza -> fru-6-P -> fru-1,6-diP -> -> fru-1-P -> dihydroxyaceton a glyceraldehyd -> metabol. dráhy glu n glukóza, syntéza glykogenu a TAG n Játra - vysoká schopnost syntézy TAG n Využití fosfátů hexóz n Štěpení jako energetického substrátu v tkáních n přeměna na glykogen (játra, kosterní svalstvo) n Přeměna na MK a triacylglyceroly (TAG) (játra, tuková tkáň) -- energetická rezerva n Minoritní část - metabolizace v pentózovém cyklu, syntéza glykoproteinů, glykolipidů Metabolismus glukózy n Glykolýza n odbourávání glu za anaerobních podmínek na pyruvát či laktát n zisk energie 2 ATP/ 1 mol glu n Proces zahrnující několik kroků -- viz obr. n Neprobíhá v mitochondriích, ale v cytoplasmě n Pyruvát => acetyl-CoA (nevratná reakce) => laktát => alanin => proteiny Cyklus kyseliny citrónové n Acetyl-CoA => tuky => Krebsův cyklus n Krebsův cyklus -- oxidace cukrů, tuků i některých AMK n Krebsův cyklus => Acetyl-CoA => CO[2], vodu a energii n Aerobní oxidace -- 38 mol ATP/1 mol glu n Průběh -- mitochondrie [n ] Vyžaduje přísun O[2 ]n Nefunguje za anaerobních podmínek !!!!! Metabolismus glykogenu n Glykogeneze n tvorba zásobního glykogenu z glu-1-P n Kdy? -- při nadbytku glukózy n Uložení -- játra (100 g), svaly (300 - 400 g) n Glykogen --zadržuje vodu n Glykogenolýza n rozpad glykogenu n Kdy? -- při nedostatku glu n Adrenalin (aktivace fosforylázy) Fyziologický význam glukózy n Glu - nejrychlejší zdroje energie n Nezbytná pro ery a mozek, nerv. bb. n Min. potřeba 150 g/24 hod. n < 150 g/24 hod.=> glukoneogeneze, ketogeneze (energie z MK, vznik ketolátek, pokud produkce předčí utilizaci => ketóza- narušení acidobazické rovnováhy, prevence min. 50 -- 100 g sach./d ) n Hl. glukózy v krvi -- glykémie (3,9 -- 6,1 mmol/l) n Jaterní glukostat -- játra udržují konstantní hl. gly n Hypoglykémie => -^ glukagon, adrenalin => mobilizace tvorby glu (glykogenolýza) n Glu - nelze vytvořit z tuků, pouze z malého množství glycerolu Hormonální regulace n Inzulin n Produkovaný B-buňkami Langerhansových ostrůvků pankreatu n Stimulační účinek na utilizaci glu n Regulátor sekrece -- hl. glykémie (gly) n -^ hl. gly => -^ inzulinu => -^ utilizaci glu do bb.=> normalizace hl. gly n Je stimulován také fru, AMK (Arg), glukagonem n Glukagon n Produkovaný A-buňkami Langerhansových ostrůvků pankreatu n Aktivuje jaterní fosforylázu => glykogenolýza => -^ hl. gly n Kortikoidy, katecholaminy, hormony štítné žlázy, růstový hormon Zisk glukózy za fyziologických podmínek n Přísun z vnějšího prostředí -- jednoduché či složené sacharidy n Ze zásob -- glykogen n Glukoneogeneze -- z AMK n Kdy ? - hladovění, nízký příjem sacharidů, DM, stres n lze i naopak - transaminace produktů metabolismu glu -> AMK Faktory určující hladinu glukózy n Rovnováha mezi množstvím glu vstupující do krve a množství které krev opouští n Příjem sacharidů z potravy n Rychlost vstupu glu do sval. bb., bb. tukové tkáně a jiných orgánů n 5% glu -> glykogen n 30 -- 40 % glu -> tuk (pokud jsou naplněny zásoby glykogenu) n Zbytek -> metabolizace ve svalech a jiných tkáních n Jaterní glykogen za hladovění -> glukóza n Déletrvající hladovění -> vyčerpání glykogenu => glukoneogeneze Homeostáza sacharidů při námaze n V klidu a po námaze n spotřeba MK kosterním svalstvem n spotřeba glu -- mozek n Fyzická námaha => glykogenolýza => -^ hl. gly, postupné snižování při námaze => -^ glukoneogeneze, -v hl. inzulinu, -^ hl. glukagonu a adrenalinu n Po fyzické námaze => glukoneogeneze, pokles výdeje glu z jater (pro doplnění jaterního glykogenu) => -^ hl. inzulinu => podpora ukládání glykogenu