Sacharidy 200407171647_cestoviny korunni-cukr-advent 200507081511_cukrenka 9801 Osnova nÚvod nVýznam nDělení a klasifikace nVláknina nTrávení nVstřebávání nMetabolismus sacharidů n Sacharidy nSacharid (z lat. saccharum = cukr) n nTéž glycid, nepřesně cukr, zastarale a chybně uhlovodan nebo karbohydrát n nOrganická látka patřící do skupiny polyhydroxyderivátů - aldehydů nebo ketonů Nízkomolekulární sacharidy jsou rozpustné ve vodě a mají více či méně sladkou chuť nMakromolekulární polysacharidy jsou většinou bez chuti a jsou ve vodě jen omezeně rozpustné (škrob, agar) nebo zcela nerozpustné (celulosa) Sacharidy nJsou sloučeniny uhlíku, vodíku a kyslíku, lišící se strukturou a velikostí molekuly nZákl. stavební jednotka - monosacharidy nVazba glykosidická n nZdroj energie pro činnost svalů a mozku nPrimární zdroj energie při intenzivním tréninku n nU rostlin vznikají asimilací vzdušného CO2 za přítomnosti vody a denního světla - fotosyntézou n nDenní příjem 50 - 60% z celkového energ. příjmu n nMnožství energie v 1g = 4 kcal = 17 kJ n nZásobní glykogen (jaterní a svalový) Dělení a klasifikace sacharidů n nJednoduché sacharidy nMonosacharidy 1 x 6C nDisacharidy 2 x 6C n nSložené (komplexní) sacharidy nPolysacharidy 10 a více 6C Hexóza - - monosacharid obsahující 6 atomů uhlíku Jednoduché cukry nMonosacharidy nVýskyt: ovoce(10 – 12%), med (35%G, 35%F), zelenina, džusy… nSladká chuť n nGlukóza (hroznový, škrobový cukr, dextróza) nNejrychlejší zdroj energie nNezbytná pro mozek a ery (150 g/d) nFruktóza (ovocný cukr, levulóza) nGalaktóza (součást mléčného cukru) n , seskup Schéma molekuly glukosy Zastoupení v potravinách - nerovnoměrné , nejýznamnějšíé škrob a sacharóza, v menší míře laktóza Jednoduché cukry nDisacharidy nMaltóza (sladový cukr) – klíčky obilovin a sladu n n glukóza + glukóza n nSacharóza (řepný, třtinový cukr) – řepa cukrová, cukrová třtina, n javorový sirup n - spotřeba 100 – 120 g/os./d n - denní příjem max. 10 % n n glukóza + fruktóza n nLaktóza (mléčný cukr) – mléko a mléčné produkty n - spotřeba 10 – 30 g/os./d n n glukóza + galaktóza n n Složené cukry nPolysacharidy nStravitelné (amylóza + amylopektin) nSložené z jednotek glu nŠkrob – rostlinný nGlykogen - živočišný nHl. zdroje v potravě: obiloviny a jejich výrobky (mouka, chléb, rýže, těstoviny, kukuřice, oves..), brambory, luštěniny, zelenina n n n Složené cukry nPolysacharidy nNestravitelné (vláknina) nČástečná až úplná rezistence vúči hydrolýze trávicími šťávami nS výjimkou rozpustné vlákniny, prochází nezměněné tenkým střevem nFermentace enzymy mikroflóry tlustého střeva → MK n1 g vlákniny = 3 kJ nDDD 25 – 30g poměr R:N 1:3 nDělení nRozpustná – pektiny, inulin, fruktooligosacharidy, slizy, gumy, hemicelulózy … n ovoce, oves, slad, luštěniny, brambory nNerozpustná – celulóza. Lignin, hemicelulózy… n zelenina, otruby, celozrnné výrobky n Význam vlákniny nRozpustná nČástečné rozštěpení v tenkém střevě → gely → zpomalení pasáže v horní části GIT → zvýšení viskozity střevního obsahu → ↓ přístup trávicích šťáv k substrátům, vazba miner. látek → ↓ vstřebávání živin a žluč. kyselin, zpomalení rychlosti resorpce glu, prebiotikum n nNerozpustná n↑ obsah stolice (zředění a vazba toxických látek), zkrácení transitního času → omezení resorpce toxických látek, ↓ vstřebávání některých živin n nFermentace => MK s krátkým řetězcem (acetát, propionát, butyrát)= zdroje energie pro kolonocyty (80%), snížení pH n n => Preventivně x zácpě, polypy a nádory tl. n střeva, žl. kameny, n snižuje cholesterol v krvi n n Trávení škrobů n nDutina ústní nškrob – slinná α-amyláza (ptyalin) nOptim. pH 6,7 nŽaludek nUtlumení aktivity ptyalinu Trávení škrobů nTenké střevo nEnzymy slinivky břišní – n pankreatická α-amyláza nHydrolýza 1,4 α vazby n => maltóza, maltotrióza, polymery glu, α-limitní dextriny (8 glu) n nSliznice tenkého střeva – oligosacharidázy nZevní strana kartáčového lemu nα-limitní dextrináza – α-limitní dextriny nGlukoamyláza – maltóza => glu n - maltotrióza => glu n - polymery glu=> glu n n Trávení disacharidů n n nTenké střevo nSliznice tenkého střeva – disacharidázy nLaktóza → laktáza => glu a gal nMaltóza → maltáza => glu a glu nSacharóza → sacharáza => glu a fru nNedostatek disacharidáz => průjem, nadýmání, flatulence nZvýšené množství osmoticky aktivních molekul oligosacharidů a tvorba plynů nLaktáza – aktivita klesá s věkem n intolerance laktázy nPoruchy digesce i resorpce při zánětech Trávení oligosacharidů nStachyóza, vebaskóza nZastoupeny v luštěninách nČlověk neprodukuje enzymy schopné štěpit oligosacharidy n => tlusté střevo => tvorba plynů, průjem nOligosacharidy – rozpustné ve vodě n ↓ obsahu = několik hod. máčení luštěnin ve vodě, klíčení n Vstřebávání sacharidů nRychlé – stěnou tenkého střeva => v. portae nResorpce – dřív než se zbytky stravy dostanou do terminálního ilea nMax. rychlost 120 g/hod. nMísto vstřebávání – duodenum a proximální jejunum n nVliv Na+ na transport sacharidů n↑ c Na+ na slizničním povrchu bb. → usnadnění vstupu glu do bb. a naopak nSpolečný kontransport nNa+ - transport dle koncentračního spádu + glu = sekundárně aktivní transport do ICT, usnadněná či prostá difúze do ECT nGal - stejný mechanismus nFru – absorpce nezávislá na Na+ n - pomalejší resorpce n - usnadněná difúze n - část fru → glu (slizniční bb.) n Přehled trávení - sacharidy začátek trávení cukrů – ústa – slinná α-amyláza štěpí škroby na dextriny, maltotriózu, maltózu, toto štěpení pokračuje přes jícen chvíli v žaludku, než se začne secernovat kyselá žaludeční šťáva, jejíž nízké pH inaktivuje slinnou amylázu. v duodenu, kam se vylučuje pankreatická α-amyláza - dextriny na disacharidy, které jsou v tenkém střevě štěpeny specifickými disacharidázami střevní šťávy na monosacharidy sacharóza (sacharózou) = glukóza a fruktóza laktóza (laktázou) = galaktózu a glukózu maltóza (maltázou) = glukóza a glukóza Jednoduché cukry jsou aktivně vstřebávány do enterocytů – sekundární aktivní kotransport s Na+ a po gradiendu vydávána pomocí nosiče (usnadněná difúze) z buněk do portální krve. U fruktózy by prokázán pouze pasivní transport a je vstřebávána rychleji než ostatní monosacharidy Jednoduché cukry mohou být resorbovány do portální krve a dopraveny do jater a dále do tkání kde představují zdroj energie, nebo se uloží v játrech jako zásobní energie (glykogen). Nadbytečný příjem cukru se uloží v podobě tuku. Metabolismus sacharidů nMonosacharidy → portální oběh → játra n1. krok v metabolismu glu,fru, gal – fosforylace n nGalaktóza → gal-1-P→ glu-1-P (→ glukóza) nPodíl na syntéze glykogenu, reverzibilní reakce nGal - tvorba glykolipidů, mukoproetinů nFruktóza → fru-6-P → fru-1,6-diP → n → fru-1-P → dihydroxyaceton a glyceraldehyd → metabol. dráhy glu nglukóza, syntéza glykogenu a TAG nJátra - vysoká schopnost syntézy TAG n nVyužití fosfátů hexóz nŠtěpení jako energetického substrátu v tkáních npřeměna na glykogen (játra, kosterní svalstvo) nPřeměna na MK a triacylglyceroly (TAG) (játra, tuková tkáň) – energetická rezerva nMinoritní část - metabolizace v pentózovém cyklu, syntéza glykoproteinů, glykolipidů Metabolismus glukózy nGlykolýza nodbourávání glu za anaerobních podmínek na pyruvát či laktát nzisk energie 2 ATP/ 1 mol glu nProces zahrnující několik kroků – viz obr. nNeprobíhá v mitochondriích, ale v cytoplasmě n nPyruvát => acetyl-CoA (nevratná reakce) n => laktát n => alanin => proteiny n Cyklus kyseliny citrónové nAcetyl-CoA => tuky n => Krebsův cyklus nKrebsův cyklus – oxidace cukrů, tuků i některých AMK n nKrebsův cyklus => Acetyl-CoA => CO2, vodu a energii nAerobní oxidace – 38 mol ATP/1 mol glu n nPrůběh – mitochondrie nVyžaduje přísun O2 nNefunguje za anaerobních podmínek !!!!! n Metabolismus glykogenu nGlykogeneze ntvorba zásobního glykogenu z glu-1-P nKdy? – při nadbytku glukózy nUložení – játra (100 g), svaly (300 - 400 g) nGlykogen –zadržuje vodu n nGlykogenolýza nrozpad glykogenu nKdy? – při nedostatku glu nAdrenalin (aktivace fosforylázy) Fyziologický význam glukózy nGlu - nejrychlejší zdroje energie nNezbytná pro ery a mozek, nerv. bb. n nMin. 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 nHl. glukózy v krvi – glykémie (3,9 – 6,1 mmol/l) nJaterní glukostat – játra udržují konstantní hl. gly n nHypoglykémie => ↑ glukagon, adrenalin => mobilizace tvorby glu (glykogenolýza) n nGlu - nelze vytvořit z tuků, pouze z malého množství glycerolu Hormonální regulace nInzulin nProdukovaný B-buňkami Langerhansových ostrůvků pankreatu nStimulační účinek na utilizaci glu nRegulátor sekrece – hl. glykémie (gly) n↑ hl. gly => ↑ inzulinu => ↑ utilizaci glu do bb.=> normalizace hl. gly nJe stimulován také fru, AMK (Arg), glukagonem n nGlukagon nProdukovaný A-buňkami Langerhansových ostrůvků pankreatu nAktivuje jaterní fosforylázu => glykogenolýza => ↑ hl. gly n nKortikoidy, katecholaminy, hormony štítné žlázy, růstový hormon Zisk glukózy za fyziologických podmínek nPřísun z vnějšího prostředí – jednoduché či složené sacharidy n nZe zásob – glykogen n nGlukoneogeneze – z AMK nKdy ? - hladovění, nízký příjem sacharidů, DM, stres nlze i naopak - transaminace produktů metabolismu glu → AMK Faktory určující hladinu glukózy nRovnováha mezi množstvím glu vstupující do krve a množství které krev opouští nPříjem sacharidů z potravy nRychlost vstupu glu do sval. bb., bb. tukové tkáně a jiných orgánů n5% glu → glykogen n30 – 40 % glu → tuk (pokud jsou naplněny zásoby glykogenu) nZbytek → metabolizace ve svalech a jiných tkáních nJaterní glykogen za hladovění → glukóza nDéletrvající hladovění → vyčerpání glykogenu => glukoneogeneze Homeostáza sacharidů při námaze n nV klidu a po námaze nspotřeba MK kosterním svalstvem n spotřeba glu – mozek n nFyzická námaha => glykogenolýza => ↑ hl. gly, postupné snižování při námaze n => ↑ glukoneogeneze, ↓ hl. inzulinu, ↑ hl. glukagonu a adrenalinu n nPo fyzické námaze => glukoneogeneze, pokles výdeje glu z jater (pro doplnění jaterního glykogenu) n => ↑ hl. inzulinu => podpora ukládání glykogenu