2023 Fyziologie živočichů (a člověka) Bi2BP_FYZP, Bi2BP_FYZL III. ročník 1/0/2 Z písemka a ústní zkouška doc. RNDr. Žákovská, Ph.D. doc. RNDr. B. Rychnovský, CSc. Předmět Fyziologie živočichů Organické a anorganické látky jako součást tkání, orgánů Homeostáza Dýchací soustava Trávicí soustava Vylučovací soustava, osmoregulace, termoregulace Srdce a cévní systém Hormony Nervová soustava Část přednášek bude věnována tj vývojem jednotlivých soustav a srovnáním těchto soustav u člověka s jinými živočichy Fyziologie - věda o procesech, dějích probíhajících v živých organismech (živé buňce, rostlině, živočichovi, člověku) F = věda o funkcích živého organismu = analýza funkcí živého organismu = věda, která se zabývá životními projevy a činností živých organismů = věda, která studuje průběh jednotlivých životních dějů, hledá vzájemné souvislosti a příčiny proč děje probíhají = dynamická věda popisující a vysvětlující činnost živého organismu zkoumá závislost činnosti živých organismů na stavu vnějšího a vnitřního prostředí = zkoumá zákonitosti životních procesů, studuje vývoj funkcí v ontogenezi, jejich evoluci a kvalitativní zvláštnosti různých představitelů rostl. i živočišné říše. Objasňuje vzájemnou souvislost jednotlivých procesů v organismu a souvislosti mezi organismy a okolním prostředím = věda, ve které jsou objektem zkoumání základní mechanismy organismů, = syntéza fyzikálních a chemických metod v biologii F.ž. - důraz klade na funkční stránku organismu, rozebírá jednotlivé procesy, ale skládá je i do celku. Podle objektu zkoumání: f. rostlin f. živočichů – hmyzu x obratlovců (i nižší kategorie), f. člověka (humánní, lékařská fyziologie) f. bakterií – moderní progresivní oblast buněčná fyziologie f. jednotlivých skupin F. živočichů – obecná (celkový obraz fyziologie živočichů) - srovnávací (studium funkce z hlediska fylogeneze) - speciální (jeden fyziologický jev) Normální x patologická fyziologie, teoretická x praktická fyziologie Praktický význam – humánní, veterinární medicína, psychologie Překrývání vědních oborů: evoluční f., fyziologická embryologie, ekologická fyziologie, paleofyziologie Hlavní metoda fyziologie – p o k u s → výsledkem jsou všechny poznatky fyziologie Počátek fyziologických výzkumů – 2. polovina 18. století Jiří (Georgius ) Procházka (1749-1820), Jan Evangelista Purkyně (1787-1869) Praha, čas. Živa, Sokol Edward Babák (1873-1926), Praha, po I. sv. v. Brno, dýchací pohyby Žáci: Tomáš Vacek (1899-1942), zakladatel moderní srovnávací fyziologie hospodářských zvířat prof. V. Laufberger (1890-1986), Brno MU, Praha, metamorfóza neotenického axolotla, ferritin, viděl leč nerozpoznal mitochondrie, Prof. Vladimír Janda (1928-2002), Praha, zakladatel moderní léčebné rehabilitace Prof. V. Janda MU Brno, fyziologie adaptací Současnost Prof. Václav Kubišta (1925, glycerofosfátový zkrat v buňkách hmyzu) Prof. Jozef Zachar (1924,vápníkové kanály a elektrofyziologie na modelu raka), Prof. Jan Bureš (1924, elektrofyziologie paměti, šířící se korová deprese), Prof. Helena Illnerová (obr.) absolventka PřF UK Praha, cirkadiální rytmy, předsedkyně Akademie věd České republiky. Prof. RNDr. František Vyskočil, DrSc. Kapitoly z fyziologie živočichů a člověk, 2004 doc. Martin Vácha – MU Brno, cirkadiánní rytmy buněčných a vyšších systémů Literatura: Berger, J. a kol.: Fyziologie živočichů a člověka. Tobiáš Havl.Brod 1995. Jánský, L., Novotný, I.: Fyziologie živočichů a člověka. Avicenum Pha, 1981. Hruška, M.: Fyziologie živočichů a člověka pro učitele I a II. Gaudeamus Hradec Králové, 1994. Petrásek, R., Šimek, V., Janda, V., Fyziologie adaptací u živočichů a člověka. Brno, MU 1992. Rajchard, J.: Základy ekologické fyziologie obratlovců. České Budějovice, JčU1999. Reece, W.O.: Fyziologie domácích zvířat. 1998. Rosypal S. a kol.: Nový přehled biologie. Scientia, 2003. Šimek, V., Petrásek, R.: Fyziologie živočichů a člověka. PřF MU Brno 1996. Trojan a kol., Lékařská fyziologie, Grada 1995/6 nebo 2000. http://www.sci.muni.cz/ksfz/vyuka.html Prof. RNDr.František Vyskočil, DrSc. Kapitoly z fyziologie živočichů a člověk, 2004 http://biologie-psjg-hkuhk.webnode.cz/news/hrujska-m-fyziologie-zivocichu-a-cloveka-i-a-ii-dil-verz e-2009/ http://biologie-psjg-hk-uhk.webnode.cz/news/fyziologie-zivocichu-a-cloveka-i-dil-verze-2012- Campbell, N. A., Reece, J. B.: Biologie. 2006 (in English). Vácha, M. a kol.: Srovnávací fyziologie živočichů. Brno, MU (2008) 2010. LÁTKOVÉ SLOŽENÍ ORGANISMŮ Prvky v jednoduché formě, jednoduchých, ale i složitých sloučeninách. Biogenní prvky – tj. prvky obsažené v živé hmotě – asi 60 Několik typů dělení A,B,C,D A.1. Prvky ve větších množstvích: O – 65 %, C – 21 %, H – 10 %, N – 3 %, Ca – 2%, P – 1 % 2. P. v malých množstvích: Cl, F, S, K, Na, Mg, (Al) 3. P. v nepatrných množstvích: Fe,Cu,Si,Mn,Zn,Br (B,Sr,Ti,Ba,F,Rb,Se,Mo,I,Hg,Ra) 4. P. ve stopách: As,Li,Pb,Sn,Co,Ni Anorganické látky (soli) a) rozpustné b) nerozpustné Organické látky Organické a anorganické látky jako součást tkání, orgánů B. Makroelementy (10 – 10-2) (po Fe) Mikroelementy (10-3 – 10-5) (po I) Ultramikroelmenty (<10-5) (Hg, Ra a další) C. I. Invariabilní (ve všech živých organismech) a) makrobiogenní (1-60%) O,C,H,N,Ca,P b) oligobiogenní (0,05-1%) Mg,S,Cl,Na,K,Fe c) mikrobiogenní (<0,05%) Cu,Co,Zn,Mn,F,I,Mo II. Variabilní (jen u některých skupin) a) mikroprvky Br,Si,B b) stopové prvky Li,As D. Stálé prvky prvotní (1-60%) O,C,H,N, P (nepostradatelné) " " druhotné K,Na,Mg,Ca,Fe,S,Cl " " mikrosložky (<0,05%) Cu,Mn,B,Si,F,I (ve všech form.) Nestálé prvky druhotné (jen u některých, i více) Zn,Ti,V,Br " mikrosložky (jen u některých) Li,Rb,Cs,Ag,Be,Sr,Ba, Cd(cadm),Al,Ge,Sn,Pb,As,Cr,Mo,Co,Ni Kontaminující He,Ar,Hg,Tl (thal),Bi (bis),Se,Au Tab. 1: Průměrné prvkové složení těl suchozemských živočichů Prvek % Prvek % Prvek % Prvek % O C H 70 18 10 Ca N K Si P Mg S Cl Na Al Fe 5 . 10-1 3 3 1,5 7 . 10-2 5 4 2 2 2 2 Mn B Sr Ti Zn Li Cu Ba 7 . 10-3 1 1 8 . 10-4 3 1 1 1 F Br Rb Se Ni As Mo Co I Hg Ra 8 . 10-5 8 5 5 3 3 2 1 1 1 . 10-7 1 . 10-12 Tab. 2: Průměrné prvkové složení lidského organismu Prvek % Prvek % Prvek % Prvek % O C H N Ca 65 18 10 3 1,6-2,2 P K S Cl Na Mg Fe 0,8–1,1 3,5.10-1 2,5 1,5 1,5 5 . 10-2 4 . 10-3 Mn Cu I Co 3.10-4 1,5 4.10-5 4 Zn F Ni stopy “ “ Funkce: OCHN – nepostradatelné O oxidace, C řetězení, H energetické hospodaření, N složka bílkovin Ca – regulátor enzymatické aktivity, metabolismus kostí P – přenašeč energie, metabolismus cukrů, kosti, zuby, NK Cl – chloridy v tekutinách, vzruch F – zpevňující opornou soustavu, zuby S – součást bílkovin, oxidační reakce, desinfekce krve K – vnitrobuněčná tekutina, vzruch Na – mimobuněčná tekutina, vzruch Mg – kontakce svalů, nervosvalová dráždivost, enzymatické pochody Fe – oxidační děje – dýchací barvivo Cu – enzymy, dýchací barvivo I – jodované tyroziny pro metabolismus Br – inhibitor nervových procesů, i. činnosti štítné žlázy Mn – aktivátor enzymů, krvetvorba, růst plodu Zn – inhibitor nukleotidáza dsyntéza DNA, podpora činnosti imunních buněk, produkce bílkovin, Co – krvetvorba, B12 polár voda polár voda Voda Základní substrát v živé hmotě. Největší část těla organismů. a) Fylogenetickým vývojem se obsah vody snižuje b) Aktivní tkáně s větším obsahem vody c) Ontogenetickým vývojem se obsah vody snižuje Tab. 3: Podíl vody v některých živočišných organismech Organismus Obsah vody (%) Trepka Chobotnice Dešťovka Rak Pstruh Skokan Myš Až 99 90 88 84 80 74 67 Člověk 60 – 70(80) Tab. 4: Obsah vody v orgánech, tkáních a tělesných tekutinách dospělého člověka Orgán, tkáň, tekutina Obsah vody (%) Tuk Kosti Játra Kůže Mozek – bílá hmota Mozek – šedá hmota Svaly Srdce Vazivo Plíce Ledviny Krev Krevní plazma Žluč Mléko Moč Slina Pot 25 – 30 16 – 46 70 72 70 84 76 79 60 – 80 79 82 83 92 86 89 95 99,4 99,5 Funkce vody: 1. Rozpouštědlo, ionizace solí, zásad, kyselin, osmotické jevy 2. Disperzní fáze pro koloidy (bílkoviny, glykogén) 3. Reakce prostředí (koncentrace H+ a OH- iontů) 4. Termoregulace živočichů Přísun vody x ztráty vody voda přesun Voda Člověk 70 kg (42 kg vody) denní ztráty: 1 500 ml moč 150 ml stolice 900 ml výpar Doplňování: potrava 800 (– ) ml nápoje 950 (– ) ml metabolická voda 250 ml Anorganické látky (soli) a) rozpustné b) nerozpustné Organické látky Základ: řetězce atomů C (otevřené, cyklické) Uhlovodíky – C a H, – el. náboj rozložen nesymetricky, nepolární látky, nerozpustné ve vodě, rozpustné v organických rozpouštědlech Polarita funkčních skupin – většina organických látek má jednu a více funkčních skupin s polárními vlastnostmi (tj. schopnost tvorby vodíkových vazeb) nebo elektrolyticky disociovat. Všude kolem nás, stavební jednotky živých soustav Základní organické látky: Sacharidy, lipidy, bílkoviny, NK SACHARIDY Výsledek obrázku pro sacharidy Výsledek obrázku pro sacharidy Charakteristika sacharidů Význam sacharidů •Mezi sacharidy, lipidy a bílkoviny = hlavní živiny •(50-55%), ženy 250-300 g, muži 280-310 g • •Stavební materiál (tunicin, celulóza) • •Příjem z potravy (alternativně je může organismus získat látkovou přeměnou aminokyselin (z proteinů) či glycerolu • (z lipidů) • •Energetický zdroj - krátkodobá zásobárna energie (škrob, inulin…) (monosacharidy, disacharidy) • •Součást nukleotidů a nukleosidů (struktura DNA) • •Součást fyziologicky významných látek (koenzymy, hormony, antibiotika) Výsledek obrázku pro dna dvouÅ¡roubovice Výsledek obrázku pro celuloza Cukry – sacharidy Přirozené organické látky, většinou rostlinného původu. Odvozeny z polyalkoholů dehydrogenací (odštěpení H) jedné alkoholické (hydroxylové –OH) skupiny v karboxylovou (=O). –OH na každém C + aldehydická nebo ketonická skupina. Tato tvoří s –OH na vzdálenějším konci poloacetalovou vazbu – vzniká 5-i (6-i)členný cyklus s O. Místo původní karbox(n)ylové skupiny poloacetalový hydroxyl. cukry-glykosidy Chemické vlastnosti Chemické vlastnosti v důsledku mnoha –OH polárních hydroxylových skupin (glykosidická vazba). zástupci sacharidů •Monosacharidy – 1cukerná jednotka •glukóza („hroznový cukr“), fruktóza („ovocný cukr“) , galaktóza •Oligosacharidy –(2 – 10) –Dis: Sacharóza („řepný cukr“) – fruktóza + glukóza –Maltóza („sladový cukr“) – 2 molekuly glukózy –Laktóza („mléčný cukr“) – glukóza + galaktóza •Polysacharidy – ≥10 –Škrob (nejdůležitější produkt metabolismu rostlin), glykogen (rezervní látka u živočichů), inulin (polymer fruktozy, vláknina, prebiotikum), celulóza (tvoří větší část rostlinné tkáně, zvířata mají speciální bakterie k trávení), chitin (tvoří exoskelet členovců, buněčnou stěnu hub a řas, heparin (zabraňuje srážení krve) Výsledek obrázku pro dÄ›lenà sacharidů cyklické necyklické aldózy (CHO) ketózy (R-CO-R) jedna cukerná! jednotka Dle počtu C tvoří 2 - 10 monosacharidových pod jednotek (významné DISACHARIDY) jsou složeny z deseti, stovek až tisíců cukerných jednotek. Čím delší řetězec, tím pomalejší je uvolňování glukózy celul celul Molekula glukózy poloacetal Chemické vlastnosti •Chemické vlastnosti v důsledku mnoha –OH polárních hydroxylových skupin (glykosidická vazba). Glykosidickou vazbou se označuje acetálová vazba sacharidů s hydroxylovou skupinou (-OH) postranního řetězce 1.aminokyselin (v proteinu) nebo 2.jiného sacharidu nebo různých 3.derivátů lipidů • Složité cukry - kondenzace minimálně 2 a více molekul prostřednictvím reaktivního hydroxylu Složené cukry – s necukernou složkou Glykosidickou vazbou se označuje acetálová vazba sacharidů s hydroxylovou skupinou (-OH) postranního řetězce 1. aminokyselin (v proteinu) nebo 2. jiného sacharidu nebo 3. různých derivátů lipidů Nestálost glykosidické vazby (v kyselém prostředí, enzymatické štěpení …) i glukázami Vznik karboxylových kyselin: Oxidace na posledním C – vznik karboxylových kyselin – s vysokou polaritou –COOH Monokarboxylové kyseliny – slabé, soli hydrolyzovány, malé rovnovážné množství nedisociovaných molekul. Di- a trikarboxylové kyseliny polárnější, v neutrálním roztoku se jako nedisociované nevyskytují. Kyselina glukuronová svojí vazbou na málo polární látky zvyšuje jejich rozpustnost ve vodě, a tím vylučovatelnost. Zajímavost: •Vláknina: směs nestravitelných (nebo jen částečně stravitelných) polysacharidů – lepší trávení, předcházení diabetu, či rakoviny tlustého střeva, pro- a prebiotika • •Glykemický index (GI) je údaj, který vyjadřuje s jakou rychlostí po požití konkrétní potraviny vzrůstá hladina krevního cukru. Potraviny s nižší hodnotou GI zvyšují glykémii pozvolněji, výhoda při diabetu, nadváze, ale i při prevenci a léčbě kardiovaskulárních onemocnění. snížení rizika hypoglykémie a předčasného nástupu pocitu hladu. U potravin nad 70 GI pocit sytosti zůstává pouze na malou chvíli, poté vzniká hlad. (Vysoký GI je nad 70) • •Glykémie: koncentrace glukózy v krvi (rozmezí hodnot 3,9–5,6 mmol/l nalačno a po jídle nižší než 10 mmol/l). Pokles glykémie pod hodnotu 3,2 mmol/l se označuje jako hypoglykémie. hyperglykémie a je základním projevem diabetes mellitus Příklady GI potravin Smažené hranolky 86 Chléb pšeničný bílý 70-80 Celozrnný chléb 56 Sojové boby v konzervě 18 Čokoláda hořká 70 % kakaa 22 (mléčná 56) Kaše ovesná 48 Hroznové víno 56 Meruňky sušené 35 Rýže bílá 64 Glukóza 100 Fruktóza 20 Med 90 Mezi potraviny s nízkým glykemickým indexem (GI < 50) patří zelenina, houby, luštěniny, ořechy, nesladké mléčné výrobky, většina druhů ovoce. Střední hodnotu glykemického indexu (GI 50–70) vykazuje celozrnné pečivo, těstoviny, rýže, ovesné vločky, sladké ovoce (banány, hroznové víno, sušené ovoce), müsli tyčinky. Bílkoviny Co jsou bílkoviny? •Bílkoviny Biopolymery, peptidy ze zbytků aminokyselin (Ak). Jejich vazba (peptidická v.) je spojení aminoskupiny (NH2) a karboxylové skupiny (–COOH) tj. (–NH–CO –). Řetězením ztrácí tyto funkční skupiny význam a uplatňují se postranní řetězce s různými funkčními skupinami. ●21 aminokyselin (čím více jich bílkovina má tím lépe) ●Esenciální NEUMÍ VYTVOŘIT (valin, leucin, isoleucin) ●Semiesenciální DOKÁŽEME SYNTETIZOVAT (arginin, histidin) ●Neesenciální UMÍ VYTVOŘIT (gly, alanin, ser, cys, asparagová, glutamová, tyr, pro) ● •Podle délky řetězců ●oligopeptidy (obsahují 2 – 10 aminokyselin) ●polypeptidy (obsahují 11 – 100 aminokyselin) ●bílkoviny - proteiny (více než 100 aminokyselin) ●obsahují uhlík (C), vodík (H), kyslík (O) a dusík (N) ●stavební kámen všech buněk (adrenalin, serotonin, kreatin, karnitin, hormony štítné žlázy…) ●molekuly v trávicím ústrojí rozloženy na aminokyseliny, trvá poměrně dlouho ●Stejně jako u polysacharidů jsou bílkoviny nepolární. • • Rozdělení bílkovin •Dle složení: ★jednoduché - obsahují pouze C, O, H, N (skleroproteiny a sféroproteiny) ★složené - obsahují i nebílkovinnou část (S, P, kovy) např. hemoglobin, lipoprotein, metaloprotein, glykoprotein Struktura ●primární: dána pořadím aminokyselin (kódovaných Ak, tj. určených genetickým kódem) v polypeptidovém řetězci, od N-konce k C-konci proteinu v polypeptidovém řetězci. ● ●sekundární: geometrické uspořádání, prostorové uspořádání peptidického řetězce udržované vodíkovými můstky mezi karboxylovou a amino-skupinou • ●terciální: trojrozměrné uspořádání celého peptidového řetězce a dílčích úseků udržovaná vodíkovými můstky, elektrostatickými silami postranních skupin, disulfidickými vazbami. Význam: postranní řetězce nabývají jiné prostorové vztahy a vytváří ligandy, vazebná místa. • ●kvarterní: uspořádání podjednotek v agromeraci, tvořících jednu funkční bílkovinu. ●sferoproteiny ve vodě nerozpustné (kulovité) ●skleroproteiny ve vodě nerozpustné (vláknité) • vytváří dlouhé řetězce, spojeny peptidovou vazbou bílk strukt Koncové skupiny u peptidového řetězce Aminokyseliny – proteiny – bílkoviny peptid vazba Protaminy (bazické polypeptidy s mnoho argininem v mlíčí). Peptidové hormony hypofýzy (oxytocin a vasopresin), slinivky břišní (inzulin, glukagon). Antibiotika a jedy (penicilin aj., amanitin, faloidin,) peptid Akj ednodu Ak obec Ak kys Ak aromat Ak vzorce Ak nekód Esenciální aminokyseliny: Val, leu, izoleu, lyz, met, treo, trypto, tyr, fenyla Aminokyseliny nepolární alanin valin isoleuci leucin fenylala tryptofa methioni prolin Aminokyseliny polární glycin threonin serin tyrosin asparagi glutamin cystein Aminokyseliny kyselé kysgluta kysaspar 2 skupiny COOH Aminokyseliny bazické lysin arginin histidin 2 skupiny NH2 Jaká je funkce bílkovin v těle? •stavební -keratin (vlasy, nehty) -kolagen (kosti, šlachy, chrupavky) • •transportní a skladovací -hemoglobin •pohybová - aktin, myosin •řídící – enzymy, hormony •obranná - fibrin... •(energetická) • •1 g bílkovin 14 kJ energie • •Čerpání energie z bílkovin není pro tělo výhodné! Jaké jsou zdroje bílkovin? •ŽIVOČIŠNÉ (doporučeno) -vejce (3 - 4 x týdně) -maso (libové) -mléčné výrobky (2 - 4 porce denně) -ryby (2 x týdně) • •ROSTLINNÉ -luštěniny (soja) -ořechy -semena -obiloviny • • •Nedostatek = zastavení růstu •pomalé hojení ran •narušení obranyschopnosti •poškození orgánů •Přebytek = zvýšení tlaku krve, • neadekvátní zatížení jater a ledvin (kyselina močová v krvi = DNA) •Další dusíkaté látky • •Alkaloidy – dusíkaté rostlinné sloučeniny většinou toxické pro živočichy. • •Meziprodukt vzniku nikotinu tabáku amid kyseliny nikotinové (vitamin řady B) je složkou koenzymů NAD (nikotinamid-adenin-dinukleotid) a NADP (n…fosfát) pro přenos vodíku v buňce – makroergní vazby makroergní vazby nukletid kompl nukleoti Nukleotidy – trojsložková makroergní sloučenina (viz dál): AMP, ATP ● N-cyklická báze ● pentóza (ribóza nebo deoxyribóza) ● kyselina hydrofosforečná (mono až tri) Nepolární látky Zmíněné uhlovodíky – hlavně rostlinného původu. Odvozeny od izoprenu (2-metylbutadienu) Izoprenoidy vznikají kondenzací nejméně dvou pětiuhlíkatých jednotek – viz limonen z citrusů. Patří sem i karotenoidy (žlutá a červená barviva rostlin), významné i pro živočichy jako vitamin A. Od izoprenoidů odvozujeme i málo polární steroly. Živočišný cholesterol se vyskytuje v membránách. Odvozují se od něj živočišné steroidní hormony, žlučové kyseliny i vitamin D. Uh karot Uh Lipidy obecně jsou estery vyšších karboxylových kyselin (tuky, vosky, a složené lipidy (jako fosfolipidy, lecitiny, kefaliny, sulfamidy, steroly, glykolipidy, lipoproteidy aj. ) Tuky jsou estery vyšších mastných kyselin (MK) a glycerolu. Nerozpustné ve vodě, zásobní zdroj energie. Nasycené a nenasycené MK (s dvojnými vazbami). Nízký obsah kyslíku v molekule tuku. Vosky – estery jednosytných víceuhlíkatých alkoholů a MK. Stálejší než tuky. Rostlinné i živočišné vosky (včelí v. – myricin – ester k. palmitové s myricialkoholem C30H61OH). Mastné kyseliny MK: Nasycené: Máselná 4C máslo (3-4 %) Kapronová 6C máslo, kozí mléko, kokos., palmový o. Kaprylová 8C dtto Kaprynová 10C dtto Laurová 12C tuk: vavřín (35), kokos (<50), palm. ořech Myristová 14C palmový olej (<47), kokos (<18), vorvaní tuk (16) Palmitová 16C palmový tuk (<47), bavlněný o. (<23), kostní tuk (20), máslo (<29), sádlo (v. <32, h. <33) Stearová 18C lůj (<29), kost.t.(20), sádlo(<16), máslo(<11), palmový o.(<8) Arachová 20C o.podzemnicový (<4), řepkový behenová, lignocerová, feritová Nenasycené: Palmitoolejová 16C II rybí o., máslo (4) Olejová 18C II všechny oleje (80), tuky (30-50) Eruková 22C II o.řepkový(45-55), hořčič.(>30) Linolová 18C II.II o.(±50): lněný, mákový, slunečnicový Linolenová 18C II.II.II o. vysých.: (lněný, konopný) Eleostearová 18C II.II.II.II. dtto (čín.dřev.) Arachidonová 20C II.II.II.II. jater.tuky, fosfolipidy Klupanodonová 22C II.II.II.II.II rybí o., fosfolipidy K. linolová, linoleová a arachidonová nepostradatelné (esenciální) – vitamín „F“ Tuky rostlinné a živočišné - energetická hodnota je stejná prospěšné a špatné Rozdělení tuků •Základní složka potravy, nezbytná pro fungování organismu •Zásobárna energie -mají vysokou energetickou hodnotu (38 kJ) →Jsou nositeli chutě •Pomáhají udržovat tělesnou teplotu •Ochraňují vnitřní orgány (tvoří jejich obal) •Napomáhají vzniku důležitých látek (testosteron) •Při odbourávání tuků mohou pomoci některé zdravé - nenasycené tuky •Některé vitamíny jsou v nich rozpustné, napomáhají jejich přenosu A, D, E, K •Nevhodný výběr a nadměrná konzumace zvyšuje riziko vzniku řady onemocnění (kardiovaskulární, cukrovka) Funkce Denní příjem tuků • příjem tuků by neměl být více jak 35 % z celkového energetického příjmu • nadměrný příjem nevhodných tuků je spojen s rizikem: • - vzniku nadváhy a obezity • - s onemocněním srdce a cév • - s rozvojem některých typů nádorů • • nutné hlídat množství i kvalitu tuků a zastoupení jednotlivých MK • Výsledek obrázku pro výživový graf •Nasycené mastné kyseliny : •Bez dvojné vazby v uhlíkovém řetězci » tepelně stálejší •Vhodné ke smažení •Přítomny hlavně v živočišných tucích •Z rostlinných zdrojů – palmojádrový tuk, kokosový tuk, kakaové máslo, pokrmové tuky •Zvyšují hladinu cholesterolu •Konzumaci nasycených mastných kyselin bychom měli snižovat na minimum! • • • • tuky tabulka Nenasycené MK •dle místa dvojné vazby: •1. omega – (neesenciální, vycházení z kyseliny olejové) a 2. esenciální omega – 3, 6 •esenciální omega – 6 (jsou odvozené od linolové kyseliny, zahrnují kyselinu arachidonovou) •Omega-3 nenasycené mastné kyseliny (odvozené od linolenové kyseliny a zahrnuje aktivní eikosapentaenovou kyselinu EPA) •jsou důležité pro růst, rozmnožování, funkci mozku, očí •Jsou podstatnou součástí buněčných membrán, které jsou nezbytné pro růst, vývoj a funkce imunitních buněk •Umožňují systézu látek s imunitními vlastnostmi eikosanoidů (leukotrieny a prostaglandiny, tromboxany), ovlivňují genové regulace a jsou vnitrobuněčné signalizační molekuly • • V oblasti doplňků stravy se nejčastěji setkáváme s nenasycenými mastnými kyselinami známými pod označením omega 3. Trans a cis konfigurace Většina přírodních nenasycených mastných kyselin se vyskytuje v konfiguraci cis. Trans izomery (transmastné kyseliny nebo TRANS) se vznikají (při jednom ze způsobů ztužování rostlinných olejů částečnou hydrogenací) a ve velmi malém množství v tuku přežvýkavců. zvyšují hladinu cholesterolu mnohem více než cis nasycené mastné kyseliny (zvyšují tak riziko aterosklerózy) Zdroje: ztužené polevy, méně kvalitní "čokoládové" cukrovinky, náhražky čokolád a mléka, smažené výrobky, trvanlivé pečivo, dorty aj. Cis-mononenasycené kyseliny zrychlují odbouráváni lipoproteinů, snižují tak hladinu cholesterolu v krvi a regulují (LDL a HDL). •Které tuky jsou nejlepší a kterým se vyhnout? Stravování • •Nejzdravějšími tuky jsou ty, které nebyly tepelně upraveny. •Zdroje: tučné ryby (losos, makrela), řepkový olej, máslo, vejce, ořechy a semínka, avokádo, olivy… •Nejhoršími tuky jsou přesmažené oleje a vysoce průmyslově upravované oleje. • Související obrázek Obsah tuku - stravování Potravina % tuku Slanina 85,3 Máslo 81,1 Pistácie 54,7 Mák 40,8 Žloutek 32,5 Pribináček 17 Máslová vánočka 10,1 Slané tyčinky 6 Jahodový koktejl 1,92 Vaječný likér 0 Tuk a svalová hmota •Oba útvary na obrázku váží přibližně stejně ale rozdíl jejich objemů je pozoruhodný. • •Svaly naplněné vodou jsou těžší než bezvodý tuk Membránové lipidy – stavbou podobné tukům: dva dlouhé nepolární řetězce a silně polární skupina. Fosfolipidy – př. zbytek kyseliny trihydrofosforečné s malou polární organickou molekulou (třeba cholin) Glykolipidy – hexóza nebo polysacharid, př. s trisacharidem N-acetylglukosamin-galaktoza-fukóza (0) jsou součástí krevních skupin fosfolipid glykolipidy Glykolipidy známé Nukleové kyseliny Nukleové kyseliny řetězec z nukleotidů. Základ nukleotidu tvoří cukr - pentóza (ribóza RNA nebo deoxyribóza DNA), fosfát (zbytek kyseliny fosforečné) a postranní (komplementární) dusíkaté báze (purinové: adenin A guanin G ││ │││ Pyrimidinové: tymin T cytozin C (uracyl U) Dvouřetězcový útvar mezi komplementárními řetězci s vazbami komplementárních bází je stočený do dvoušroubovice. Řetězce jsou antiparalelní. Stabilní. Denaturací se oba řetězce oddělí (tají). Nukleosid Sloučenina dusíkaté báze se sacharidem se nazývá nukleosid, podle pentózy ribonukleosid (konkrétně cytidin, uridin, thymidin) nebo deoxyribonukleosid (adenosin, guanosin). Syn- a anti- konformace nukleosidu adenosinu RNA: biopolymer tvořený ribonukleotidy, látky složené z nukleové báze (adenin (A), guanin (G), cytosin (C) nebo uracil (U)), pětiuhlíkatého monosacharidu ribózy a jednoho zbytku kyseliny fosforečné. V přírodě: většinou jednořetězcová (někdy intramolekulární komplementární sekvence), méně dvouřetězcová DNA: deoxynukleotidy složené z jedné ze čtyř nukleových bází: adenin A, guanin G, cytosin C nebo thymin T, z cukru deoxyribózy, jednoho zbytku kyseliny fosforečné V přírodě: jedno – čtyřřetězcová. Viry: jedno- a dvouřetězcová, buňky dvouřetězcová v podobě dvoušroubovice ribóza deoxyribóza báze NK řetěz Makroergní nukleotidy (pro srovnání) nukleoti nukletid kompl Zdroje obrázků a teorie: Google.cz M. Vácha a kol. Srovnávací fyziologie živočichů 2004 Brožek et al. Poznámky k přednáškám a fyziologie (2000) Vokurka a Hugo: Praktický slovník mediciny (2000) Vodrážka Z. Fyzikální chemie pro biologické vědy 1982, či analog.učebnice