Funksjoner av karbohydrater Energi. Karbohydrater gir ca 50-60 % av kroppens daglige energiinntak. Plast. Karbohydrater (ribose, deoksyribose) brukes til å bygge ATP, ADP og andre nukleotider, samt nukleinsyrer. Individuelle karbohydrater er komponenter av cellemembraner og den ekstracellulære matrisen. Reservere. Karbohydrater lagres i skjelettmuskulatur, lever i form av glykogen.
Funksjoner av karbohydrater Beskyttende. Komplekse karbohydrater er inkludert i komponentene immunforsvar; mukopolysakkarider finnes i slimete stoffer som dekker overflaten av blodkar, bronkier, fordøyelseskanalen, kjønnsorganer. Spesifikk. Visse karbohydrater er involvert i å sikre spesifisiteten til blodgruppene, fungerer som antikoagulanter og er reseptorer for en rekke hormoner eller farmakologiske stoffer. Regulatorisk. Fiber i mat brytes ikke ned i tarmen, men aktiverer tarmmotilitet og enzymer i fordøyelseskanalen, og akselererer opptaket av næringsstoffer.
MONOSAKKARIDER Aldoser (-CHO) ketoser (>C=O)
Isomerisme Isomerer er stoffer som har det samme kjemisk formel Optiske isomerer er forskjellige i orienteringen av atomer og funksjonelle grupper i rommet; epimerer er forskjellige i konformasjonen av bare ett karbonatom (glukose og mannose er forskjellige i konfigurasjon ved C-2). enantiomerer er speilbilder av hverandre
Sykliske former for monosakkarider Hemiacetaler dannes ved intramolekylær interaksjon av hydroksyl- og aldehydgrupper. Hemiketaler dannes ved intramolekylær interaksjon mellom en hydroksylgruppe og en ketogruppe.
I en nøytral løsning er mindre enn 0,1 % av glukosemolekylene i asyklisk form. Det store flertallet av glukose er tilstede i form av en syklisk hemiacetal når ringen er lukket ved C-5 hydroksylgruppen for å danne en seksleddet pyranring. Sukker med en seksleddet ring kalles pyranoser. Ringlukking som involverer C-4 hydroksylgruppen produserer en furanring, og sukker med en slik ring kalles furanoser.
Anomere karbonatomer Et monosakkarid klassifiseres som anomert hvis hydroksylgruppen er plassert under ringens plan; et monosakkarid klassifiseres som anomer hvis hydroksylgruppen er plassert over ringens plan. Overgangen av anomerer fra en form til en annen kalles mutarotasjon
De vanligste disakkaridene Navn Sammensetning Kilde sukrose glukose fruktose rødbeter, sukkerrør laktose galaktose glukose meieriprodukter maltose glukose stivelse hydrolyse
De viktigste polysakkaridene som består av glukoserester. Navn Tilkoblinger Betydning Amylose -1, 4 komponent av stivelse Amylopektin -1, 4 -1, 6 komponent av stivelse Cellulose -1, 4 ufordøyelig komponent av planter Glykogen -1, 4 -1, 6 lagringsform av karbohydrater i dyr
Polysakkarider Glykogen er en form for lagring av karbohydrater i dyrevev (lever og muskler) Cellulose er en strukturell komponent i planteceller
Monosakkaridderivater Fosforestere (forestring) Aminosukker Uronsyrer (oksidasjon) Deoksysukker (deoksyribose) Alkoholer (reduksjon)
Syrer er derivater av monosakkarider (inkludert uronsyrer) Syrer dannes som et resultat av oksidasjon av aldehyd- eller alkoholgruppene til monosakkarider.
Syrer - derivater av monosakkarider Glukuronsyre - deltar i metabolismen av bilirubin, er en komponent av proteoglykaner Askorbinsyre(vitamin C)
glukose reduseres til sorbitol; mannose reduseres til mannitol; fruktose kan reduseres til sorbitol og mannitol Hyperproduksjon av sorbitol har klinisk signifikans hos pasienter sukkersyke. Sukkeralkoholer
Sorbitolvei for glukosekonvertering Sluttproduktene av glukosemetabolismen langs sorbitolbanen (fruktose og sorbitol) penetrerer dårlig cellemembranen og akkumuleres inne i cellen, noe som fører til intracellulær hyperosmolaritet. Økt hydrering av vev fører til hevelse og skade. Klinisk manifesteres dette ved utvikling av angiopati, nevropatier, grå stær
Aminosukker er derivater av monosakkarider der hydroksylgruppen er erstattet med amino- eller acetylaminogrupper. glukosamin, galaktosamin – aminosukker med størst biologisk betydning
Blodgruppeantigener Fuc - fucose; Gal—galaktose; Gal. NAc-N-acetylgalaktosamin; Glc. NAc - N - acetylglukosamin.
Blodgruppeantigener er en spesifikk klasse av oligosakkarider som kan feste seg til proteiner og lipider. En persons blodtype avhenger av tilstedeværelsen av spesifikke antigener. Fremmede antigener kan forårsake syntese av spesifikke antistoffer.
Karakteristika for blodgrupper Antigener av erytrocytter Nei A B AB Genotyper OO AA eller AO BB eller BO AB Antistoffer i blodserum Anti-A Anti-B Anti-A Nei Blodgrupper O (I) A (II) B (III) AB (IV) Frekvens (%)
ABO-blodgruppe Blodtype O (I) Personer med denne blodgruppen syntetiserer antistoffer mot A- og B-antigener. De kan bare motta blodtransfusjoner av type O. Men de kan være givere for alle andre grupper ( universelle givere). Blodgruppe A (II) Danner antistoffer kun mot B-antigener. De kan motta blod av type O og A, og være givere for gruppe A og AB. Blodgruppe B (III) Danner antistoffer kun mot A-antigener. De kan motta blod fra gruppe O og B, og være givere for gruppe B og AB. Blodtype AB (IV) Personer med denne blodgruppen syntetiserer ikke antistoffer mot verken A- eller B-antigenene. De kan motta blod av alle typer (universelle mottakere)
Protein-karbohydratbindinger er N-glykosidiske (karbohydrater tilsettes gjennom aminogruppene til asparagin). Dette er den vanligste klassen av glykoproteiner. O-glykosid (karbohydrater tilsettes gjennom hydroksylgruppene til serin eller treonin).
Glykoproteiner strukturelle (komponenter av celleveggen og membraner); hormoner (skjoldbruskkjertelstimulerende, humant koriongonadotropin); komponenter i immunsystemet (immunoglobulin, interferon).
Proteoglykaner Proteoglykaner er hovedkomponenten i den ekstracellulære matrisen. Karbohydratkomponenten i proteoglykaner er glykosaminoglykaner. Glykosaminoglykaner er sammensatt av repeterende disakkaridenheter.
Struktur og distribusjon av glykosaminoglykaner Navn Repeterende enhet Vev Hyaluronsyre Glukuronsyre- N-acetylglukosamin Intraartikulær væske, glasslegeme i øyet Kondroitinsulfat Glukuronsyre- N-acetylgalaktosamin* Bein, brusk Keratansulfat Galaktose- N-acetylgalaktosamin* Brusk Heparansulfat Glukuronsyre*-glukosamin,* muskler, lunger, Iduronsyre *- N -acetylgalaktosamin* Hud, lunger * Indikerer tilstedeværelse av svovelsyrerester
Karbohydratmetabolismen består av følgende prosesser: Nedbrytning i mage-tarmkanalen til monosakkarider, poly- og disakkarider levert med mat. Absorpsjon av monosakkarider fra tarmen inn i blodet Inntrengning av monosakkarider i vevsceller Vevmetabolisme Aerob og anaerob nedbrytning av glukose Pentosefosfatvei for glukoseoksidasjon Syntese og nedbrytning av glykogen Glukoneogenese
Transport av monosakkarider fra tarmlumen til slimhinneceller kan utføres ved: tilrettelagt diffusjon eller aktiv transport
Karbohydratabsorpsjon fruktose glukose N a + galaktose Karbohydratabsorpsjonshastighet D-galaktose – 110 D-glukose – 100 D-fruktose –
Inntreden i cellene i perifert vev utføres ved hjelp av spesielle transportsystemer, hvis funksjon er å overføre sukkermolekyler gjennom cellemembraner. Det er spesielle bærerproteiner - translokaser som er spesifikke for sukker
Transport av glukose inn i vevsceller Distribusjon av glukosetransportørproteiner (GLUT) Typer GLUT Lokalisering i organer GLUT-1 Hjerne, placenta, nyrer, kolon GLUT-2 Lever, nyrer, betaceller på holmene i Langerhans, enterocytter GLUT-3 I mange vev (inkludert hjerne, morkake, nyrer) GLUT-4 (insulinavhengig) I muskler (skjelett, hjerte), fettvev GLUT-5 B tynntarmen(muligens en fruktosetransportør)
Intracellulær glukosemetabolisme Glukosemetabolisme assosiert med ernæringsrytmer Absorptiv periode glukoseoksidasjon (glykolyse, pentosefosfatbane) glykogensyntese (glykogenese) Postabsorptiv periode og under fastende nedbrytning av glykogen (glykogenolyse) glukosesyntese (glukoneogenese)
Glukosemetabolisme assosiert med ernæringsrytmer Absorptiv periode glukoseoksidasjon glykogensyntese (glykogenese) Postabsorptiv periode og under fastende glykogennedbrytning (glykogenolyse) glukosesyntese (glukoneogenese)
GLYKOGENESE (glykogensyntese) Glykogen er hovedreservepolysakkaridet, avsatt i lever og muskler i form av granulat. Når glukose polymeriserer, reduseres løseligheten til det resulterende glykogenmolekylet og dets effekt på osmotisk trykk. Konsentrasjonen av glykogen i leveren når 5% av massen; Glykogenkonsentrasjonen i muskler er ca. 1%.
Stadier av glykogenese Syntese av uridindifosfatglukose (UDP-glukose); Dannelse av 1, 4 glykosidbindinger; Dannelse av 1,6 glykosidbindinger.
GLYKOGENOLYSE (nedbrytning av glykogen) Funksjon: Gir normalt nivå blodsukker i den post-absorptive perioden. Blodsukker: 3,3 -5,5 mmol/l
Stadier av glykogenolyse 1. Spaltning (fosforolyse) av 1, 4 glykosidbindinger Enzym: glykogenfosforylase. Glykogenmolekylet reduseres med en glukoserest. 
2. Spaltning av 1, 6 glykosidbindinger Prosessen skjer i to trinn: a. tre glukoserester overføres fra glykogengrenen til hovedkjeden (enzym: triglukosetransferase) b. den gjenværende glukoseresten spaltes hydrolytisk (enzym: 1, 6 glukosidase ("glykogenavgrenende enzym")
blod. Glykogen Glukose-6-fosfat Glukose R i. Glukose-6-phosphatase Glukose. Lever energi. Glukose-6-fosfat Glykogen. Muskel. Funksjon av glykogen i lever og muskler Leverglykogen brukes til å opprettholde den fysiologiske konsentrasjonen av glukose i blodet Muskelglykogen er en kilde til glukose for cellene i dette vevet.
Regulering karbohydratmetabolisme Det utføres med deltakelse av 2 hovedmekanismer: 1. Induksjon eller undertrykkelse av enzymsyntese 2. Aktivering eller hemming av deres virkning (allosterisk regulering, kovalent modifikasjon, etc.)
Regulering av glykogensyntese og nedbrytning Glykogenfosforylase aktiveres allosterisk av AMP og hemmes av ATP og glukose-6-fosfat Glykogensyntase stimuleres av glukose-6-fosfat Begge enzymer reguleres av kovalent modifikasjon: fosforylering-defosforylering
Regulering av glykogensyntese og nedbrytning Glykogenfosforylase er aktiv i fosforylert tilstand, inaktiv i defosforylert tilstand Glykogensyntase er aktiv i defosforylert tilstand, inaktiv i fosforylert tilstand
Hormoner som regulerer glukosemetabolismen Hormoneffekter Insulin Reduserer glykemi 1. Stimulerer glukoseopptak av vev, glykolyse og glykogensyntese 2. Reduserer glykogenolyse og glukoneogenese Glukagon Øker glykemi 1. Aktiverer glykogenolyse og glukonegenese1. Aktiverer glycogenolyse og glukonegenese. 2. Stimulerer glykogenolyse (gjør ikke føre til økning i glykemi ved nedbrytning av muskelglykogen) Kortisol Øker glykemi 1. Stimulerer glukoneogenesen i leveren
Glykogenose (lagringssykdommer) er karakterisert ved overdreven akkumulering av glykogen i cellene, som kan være ledsaget av en endring i strukturen til molekylene til dette polysakkaridet Type 0 Type I - von Gierkes sykdom Type Ib Type Ic Type II - Pompes sykdom Type IIb - Danons sykdom Type III - Cori sykdom eller Forbes sykdom Type IV - Andersen sykdom Type V - Mc. Ardle sykdom Type VI - Hennes sykdom Type VII - Tarui sykdom Type VIII Type IX Type XI - Fanconi-Bickel syndrom
Typer glykogenose Form for glykogenose Defekt enzym Type, navn på sykdommen Hepatisk Glukose-6-fosfatase I Gierkes sykdom Amylo-1, 6-glukosidase ("avgrenende" enzym) III Sykdom Phobs-Cori (begrenset dekstrinose) Glykogenfosforylase VI Hennes sykdom Fosforylasekinase Proteinkinase A IX X Muskelglykogenfosforylase V Mac sykdom. Ardla
Diagnose av glykogenoser og aglykogenoser 1. Bestemmelse av glukosekonsentrasjon (på tom mage) 2. Bestemmelse av glykogeninnhold i blod, erytrocytter, leukocytter 3. Bestemmelse av glykogeninnhold i lever- og muskelbiopsier 4. Studie av innholdet av enzymer involvert i syntese og nedbrytning av glykogen (i samsvar med form for glykogenose)
Lignende dokumenter
Spesifikke egenskaper, struktur og hovedfunksjoner, nedbrytningsprodukter av fett, proteiner og karbohydrater. Fordøyelse og absorpsjon av fett i kroppen. Nedbryting av komplekse karbohydrater i mat. Parametre for å regulere karbohydratmetabolismen. Leverens rolle i metabolismen.
kursarbeid, lagt til 11.12.2014
Konsept og klassifisering av karbohydrater, hovedfunksjoner i kroppen. en kort beskrivelse avøkologisk og biologisk rolle. Glykolipider og glykoproteiner som strukturelle og funksjonelle komponenter i cellen. Arvelige lidelser utveksling av monosakkarider og disakkarider.
test, lagt til 12.03.2014
Metabolisme av lipider i kroppen, dens mønstre og funksjoner. Felles for mellomprodukter. Forholdet mellom metabolismen av karbohydrater, lipider og proteiner. Sentral rollen til acetyl-CoA i sammenhengen mellom utvekslingsprosesser. Nedbrytningen av karbohydrater, dens stadier.
test, lagt til 06.10.2015
Essensen av metabolisme i menneskekroppen. Konstant utveksling av stoffer mellom kroppen og eksternt miljø. Aerob og anaerob nedbrytning av produkter. Mengden av basal metabolisme. Varmekilde i kroppen. Nervøs mekanisme termoregulering av menneskekroppen.
foredrag, lagt til 28.04.2013
Betydningen av ulike karbohydrater for levende organismer. Hovedstadier og regulering av karbohydratmetabolismen. Stimulering av nedbrytningen av glykogen i prosessen med glykogenolyse ved stimulering av sympatiske nervefibre. Glukoseutnyttelse av perifert vev.
sammendrag, lagt til 21.07.2013
Resultatet av nedbrytning og funksjon av proteiner, fett og karbohydrater. Sammensetning av proteiner og deres innhold i matvarer. Mekanismer for regulering av protein og fettmetabolisme. Karbohydratenes rolle i kroppen. Forholdet mellom proteiner, fett og karbohydrater i et komplett kosthold.
presentasjon, lagt til 28.11.2013
Konseptet "karbohydrater" og deres biologiske funksjoner. Klassifisering av karbohydrater: monosakkarider, oligosakkarider, polysakkarider. Optisk aktivitet av karbohydratmolekyler. Ringkjede-isomerisme. Fysisk- Kjemiske egenskaper monosakkarider. Kjemiske reaksjoner glukose.
presentasjon, lagt til 17.12.2010
Metabolisme av proteiner, lipider og karbohydrater. Typer menneskelig ernæring: altetende, separat og lavkarbohydraternæring, vegetarisme, råkostdiett. Proteiners rolle i metabolismen. Mangel på fett i kroppen. Endringer i kroppen som følge av endringer i type kosthold.
kursarbeid, lagt til 02.02.2014
Metabolske funksjoner i kroppen: gir organer og systemer energi generert under nedbrytningen av næringsstoffer; transformasjon av molekyler matvarer til byggeklosser; dannelse av nukleinsyrer, lipider, karbohydrater og andre komponenter.
sammendrag, lagt til 20.01.2009
Klassifisering og struktur av karbohydrater. Fysiske og kjemiske egenskaper til monosakkarider, deres rolle i naturen og menneskelivet. Biologisk rolle disakkarider, deres fremstilling, bruk, kjemiske og fysiske egenskaper. Stedet for forbindelsen mellom monosakkarider.
Lysbilde 1
Lysbilde 2
Lysbilde 3
Lysbilde 4
Proteiner er de mest komplekse stoffene i kroppen og grunnlaget for celleprotoplasma. Proteiner i kroppen kan ikke dannes fra fett, karbohydrater eller andre stoffer. De inneholder nitrogen, karbon, hydrogen, oksygen, og noen - svovel og andre kjemiske elementer i ekstremt små mengder. Aminosyrer er de enkleste strukturelle elementer("byggesteiner") som utgjør proteinmolekylene i menneskelige celler, vev og organer. De er organiske stoffer med alkaliske og sure egenskaper. En studie av strukturen til ulike proteiner har avdekket at de inneholder opptil 25 forskjellige aminosyrer. Forskere forskjellige land jobber med kunstig proteinsyntese. PROTEINER OG DERES SAMMENSETNING
Lysbilde 5
Proteinmetabolisme Proteinmetabolismen i kroppen er gjenstand for kompleks regulering, der sentralnervesystemet og endokrine kjertler deltar. Av hormonelle stoffer, hormon skjoldbruskkjertelen(tyroksin) og hormoner i binyrebarken (glukokortikoider) bidrar til å forbedre prosessene for dissimilering og nedbrytning av proteiner, og bukspyttkjertelhormonet (insulin) og det somatotrope hormonet i hypofysen fremre (veksthormon) forsterker dannelsesprosessene ( assimilering) av proteinlegemer i kroppen.
Lysbilde 6
Lysbilde 7
Lysbilde 8
Lysbilde 9
Fett, som karbohydrater, er "brennbare" eller energi, materialer som er nødvendige for å sikre kroppens vitale funksjoner. Ett gram fett inneholder dobbelt så mye potensiell (latent) energi som ett gram karbohydrater. FETT – ORGANISMENS "DRIVSTOFF".
Lysbilde 10
Oksydasjonen av fett direkte i selve fettvevet lettes av tilstedeværelsen av spesielle enzymer - lipase og dehydrogenase. Under påvirkning av vevslipase brytes fett i vev ned til glyserol og høyere fettsyrer. Deretter oppstår prosessen med oksidasjon av fettsyrer til karbondioksid og vann, som et resultat av at energien som er nødvendig for kroppens liv frigjøres.
Lysbilde 11
FETTETABOLISME Fettmetabolismen, som andre typer metabolisme, reguleres av det sentrale nervesystemet direkte og gjennom endokrine kjertler- hypofysen, øyapparat i bukspyttkjertelen, binyrene, skjoldbruskkjertelen og gonader.
Lysbilde 12
Dette er transisomerer som er skadelige for kroppen og bør unngås. Mettet fett må minimeres, men enumettet og flerumettet fett nødvendig for kroppen vår. Dessuten, hvis vi spiser nok Omega-6 ( vegetabilsk olje Vi bruker det sannsynligvis hver dag), men Omega-3 er vanligvis ikke nok i kroppen vår. Spis fisk oftere! !Dette er interessant…
Lysbilde 13
KARBOHYDRATER Karbohydrater er stoffer som hovedsakelig finnes i planteverdenen. De er sammensatt av karbon, hydrogen og oksygen. I karbohydrater er et karbonatom koblet til et vannmolekyl. Det er enkle og komplekse karbohydrater; enkle karbohydrater ellers kalt monosakkarider (monos - på gresk en), og komplekse karboner av vann - polysakkarider (polu - mange).
Lysbilde 14
KARBOHYDRATUTVEKSLING I KROPPEN Karbohydratmetabolismen reguleres av nervesystemet hovedsakelig gjennom de endokrine kjertlene, hovedsakelig gjennom bukspyttkjertelen og binyrene. Hjernesak Binyrene skiller ut adrenalin, som kommer inn i blodet. Adrenalin, som sirkulerer i blodet, forårsaker en økt omdannelse av leverglykogen til sukker, noe som fører til en økning i blodsukkernivået. Og hyperglykemi, som har blitt nøyaktig fastslått av forskere, øker produksjonen av insulin under magekjertelen.
Karbohydrater - flerverdige aldehydalkoholer eller ketoalkoholer.
For de fleste karbohydrater er den generelle formelen
(CH2O)n, n>3 – forbindelser av karbon med vann.
Empirisk formel for glukose
C6H12O6=(CH2O)6
Karbohydrater er grunnlaget for eksistensen til de fleste
organismer, fordi alt organisk materiale tas
stammer fra karbohydrater dannet i
fotosyntese. Det er mer karbohydrater i biosfæren
enn andre organiske stoffer.
Karbohydraters biologiske rolle
Energi (forfall)Plast (kondroitinsulfat)
Reserve (glykogen)
Beskyttende (membraner, leddsmøring)
Regulatorisk (kontakter)
Hydroosmotisk (GAG)
Kofaktor (heparin)
Spesifikke (reseptorer)
Klassifisering av karbohydrater
Avhengig av kompleksitetbygninger er delt inn i 3 klasser:
monosakkarider
oligosakkarider
polysakkarider
Monosakkarider
MONOSACHARIDE (MONOSA) – minimalstrukturell enhet av karbohydrater, med
knusing hvorav egenskapene forsvinner
sukker
Avhengig av antall atomer
karbon i et molekyl
monosakkarider er delt inn i: trioser (C3H6O3),
tetroser (C4H8O4), pentoser (C5H10O5), heksoser
(C6H12O6) og heptose (C7H14O7).
Det er ingen andre monosakkarider i naturen, men det kan de
bli syntetisert. Fysiologisk viktig
monosakkarider:
1) Trioser - PHA og DOAP dannes
under nedbrytningen av glukose
2) Pentoser - ribose og deoksyribose,
er viktige komponenter
nukleotider, nukleinsyrer,
koenzymer
3) Heksoser – glukose, galaktose,
fruktose og mannose. Glukose og
fruktose er den viktigste energikilden
substrater av menneskekroppen Molekylær sammensetning av glukose og fruktose
er den samme (C6H12O6),
men strukturen til funksjonelle grupper er annerledes
(aldose og ketose) Monosakkarider er mindre vanlige i
levende organismer i fri tilstand,
enn deres viktigere derivater -
oligosakkarider og polysakkarider
OLIGOSAKARIDER
inkluderer fra 2 til 10 restermonosakkarider, forbundet
1,4- eller 1,2-glykosidbindinger,
dannet mellom to alkoholer med
ved å oppnå etere: R-O-R".
De viktigste disakkaridene -
sukrose, maltose og laktose.
Deres molekylformel er C12H22O12.
Sukrose (rør- eller betesukker) -
Disse er glukose og fruktose,bundet med en 1,2-glykosidbinding
Enzymet sukrase bryter ned sukrose.
Maltose (fruktsukker)
Dette er 2 glukosemolekyler koblet sammen1,4-glykosidbinding. Dannet i
Mage-tarmkanalen under hydrolyse av stivelse og glykogen
mat. Bryter ned med maltase.
Laktose (melkesukker)
Dette er molekyler av glukose og galaktose,forbundet med en 1,4-glykosidbinding.
Syntetisert under amming.
Inntaket av laktose fra maten bidrar til
utvikling av melkesyrebakterier,
undertrykke utviklingen av putrefactive
prosesser. Brytes ned med laktase.
POLYSAKKARIDER
De fleste naturlige karbohydrater er polymererantall monosakkaridrester
fra 10 til titusenvis.
I henhold til funksjonelle egenskaper:
strukturelle – gi til celler, organer og
hele kroppens mekaniske styrke.
hydrofilt løselig – svært hydrert og forhindrer at celler og vev tørker ut.
reserve – en energiressurs som
kroppen mottar monosakkarider, som er
cellulært drivstoff.
På grunn av den polymere naturen, reserve
polysakkarider er derfor osmotisk inaktive
akkumuleres i celler i store mengder. Etter struktur: lineær, forgrenet
Sammensetning: homo-, heteropolysakkarider
Homopolysakkarider (homoglykaner)
består av monosakkaridenheter av samme type.,
De viktigste representantene er stivelse, glykogen,
cellulose.
Stivelse er et reservenæringsstoff
planter, består av amylose og amylopektin.
Produktene fra stivelseshydrolyse kalles
dekstriner. De er forskjellige lengder, og med
forkorting mister gradvis jodofilisitet
(evnen til å farge med jod i Blå farge).Amylose har en lineær struktur,
alle glukoserester er forbundet med en (1-4) glykosidbinding. Inneholder amylose
≈ 100-1000 glukoserester.
Utgjør ≈ 15-20 % av total stivelse. Amylopektin er forgrenet pga har gjennom
hver 24.-30. glukoserester
et lite antall alfa(1-6)-bindinger.
Amylopektin inneholder ≈ 600-6000 rester
glukose, molekylvekt opptil 3 millioner.
Amylopektininnhold i stivelse –
75-85%Fiber (cellulose)
hoved- komponent celleveggen
planter. Består av ≈ 2000-11000 rester
glukose, forbundet, i motsetning til stivelse, ikke med en α-, men med en β-(1-4)-glykosidbinding.
Glykogen – animalsk stivelse
Inneholder fra 6 000 til 300 000 resterglukose. Mer forgrenet struktur
enn amylopektin: 1-6 bindinger i glykogen
hver 8.-11. glukoserester forbundet med en 1-4-binding. Sikkerhetskopieringskilde
energi - lagret i leveren, muskler, hjerte.
Heteropolysakkarider (heteroglykaner)
Dette er komplekse karbohydrater, som består av toflere typer monosakkaridenheter
(aminosukker og uronsyrer),
oftest assosiert med proteiner eller lipider
Glykosaminoglykaner (mukopolysakkarider)
kondroitin-, keratan- og dermatansulfater,
hyaluronsyre, heparin.
Presentert som en del av hovedfestemiddelet
stoffer bindevev. Deres funksjon
består i å holde stor kvantitet vann og
fyller det intercellulære rommet. De
tjene som mykgjørende og smøremiddel for
ulike typer vevsstrukturer som inngår i
bein og tannvev Hyaluronsyre er en lineær polymer av
glukuronsyre og acetylglukosamin.
Del av cellevegger, synovial
væsker, glassaktigøyne, omslutter
indre organer, er geléaktig
bakteriedrepende smøremiddel. Viktig komponent
element av hud, brusk, sener, bein, tenner...
hovedstoffet i postoperative arr
(adhesjoner, arr – medikament "hyaluronidase")
Kondroitinsulfater -
forgrenede sulfaterte polymerer fraglukuronsyre og N-acetylglukosamin.
De viktigste strukturelle komponentene i brusk er
sener, øyets hornhinne, inneholdt i huden,
bein, tenner, periodontale vev.
Normen for karbohydrater i kostholdet
Reserven av karbohydrater i kroppen overstiger ikke2-3 % av kroppsvekten.
På grunn av dem trenger energi
en person kan ikke dekkes i mer enn 12-14 timer.
Kroppens behov for glukose avhenger
på nivået på energiforbruket.
Minste karbohydratinntak er 400 g per dag.
65 % av karbohydratene kommer i form av stivelse
(brød, frokostblandinger, pasta), dyr
glykogen
35 % i form av enklere sukkerarter (sukrose,
laktose, glukose, fruktose, honning, pektin
stoffer). Fordøyelse av karbohydrater
Fordøyelsen skiller seg ut:
1) hulrom
2) vegg
Slimhinnen i mage-tarmkanalen -
naturlig inngangsbarriere
inn i kroppen til store fremmede
molekyler, inkludert karbohydrater
natur
Absorpsjonen av oligo- og polysakkarider skjer under deres hydrolytiske nedbrytning til monosakkarider. Glykosidaser angriper 1-4 og 1-6 glykosidbindinger. Om
Assimilering av oligo- ogpolysakkarider kommer med deres
hydrolytisk nedbrytning til monosakkarider.
Glykosidaser angriper
1-4 og 1-6 glykosidbindinger
Enkle karbohydrater
fordøyelsen er det ikke
er utsatt, men kan evt
gjæring skjer
en del av molekylene
i tykktarmen under
virkning av enzymer
mikroorganismer
.
.HULLE FORDØJELSE
Fordøyelsen av polysakkarider begynner i munnhulen, hvor de utsettes for den kaotiske virkningen av amylase
spytt langs (1-4)-bindinger. Stivelse brytes ned til dekstriner av ulik kompleksitet.
I spytt amylase (aktivert av Cl-ioner),
optimal pH=7,1-7,2 (i svakt alkalisk
miljø). I magen, der miljøet er sterkt surt,
stivelse kan bare fordøyes inn
dybden på matbolusen. Pepsin i magesaft bryter ned amylase selv. Deretter går maten inn i tarmene, der pH
nøytral og utsatt for
1) pankreas amylase.
Det er -, β-, γ-amylaser
Alfa-amylase er mer representert, bryter ned stivelse til dekstriner
Beta-amylase brytes ned
dekstriner til maltose disakkarid
Gamma-amylase spalter
individuelle terminale glukosemolekyler
fra stivelse eller dekstriner
2) oligo-1,6-glukosidase - virker på
grenpunkter av stivelse og glykogen
VEGG FORDØYELSE
Hydrolyse av disakkarider forekommerikke i tarmens lumen,
og på overflaten av slimhinneceller
skall under en spesiell tynn
film - glykokalyx
Disakkarider brytes her ned av
virkning av laktase (enzym i
komposisjon
β-glykosidasekompleks), sukrase og
maltase. I dette tilfellet,
monosakkarider - glukose, galaktose,
fruktose.
Cellulose i menneskekroppen
Mennesker har ikke enzymer å bryte nedβ(1-4)-glykosidbinding av cellulose.
Mikrofloraen i tykktarmen kan hydrolysere det meste av cellulosen til
cellobiose og glukose.
Funksjoner av cellulose:
1) stimulering av tarmmotilitet og
gallesekresjon,
2) adsorpsjon av en rekke stoffer (kolesterol, etc.)
med en reduksjon i deres absorpsjon,
3) dannelse avføring.
Bare monosakkarider absorberes i tarmen
Deres overføring til slimhinnecellertarmslimhinnen (enterocytter)
kan skje:
1) ved passiv diffusjonsmetode
langs en konsentrasjonsgradient
fra tarmens lumen (hvor konsentrasjonen av sukker etter å ha spist er høyere)
inn i tarmcellene (hvor den er lavere).
2) glukoseoverføring er også mulig mot en konsentrasjonsgradient.
Dette er aktiv transport: det kommer med en kostnadenergi, spesiell
bærerproteiner (GLUT).
Glukose
Bærerprotein + ATP
HOVEDKILDER TIL GLUKOSE
1) mat;2) nedbrytning av glykogen;
3) syntese av glukose fra ikke-karbohydrater
forløpere (glukoneogenese).
HOVEDMÅTER Å BRUKE GLUKOSE
1) nedbrytning av glukose for å produsereenergi (aerob og anaerob
glykolyse);
2) glykogensyntese;
3) pentosefosfatnedbrytningsvei for
skaffe andre monosakkarider og
redusert NADPH;
4) syntese av andre forbindelser (fettholdige
syrer, aminosyrer,
heteropolysakkarider, etc.).
KILDER OG MÅTER FOR GLUKOSE FORBRUK
Glykogen dannes i nesten allekroppsceller, men
dens maksimale konsentrasjon
i leveren (2-6%) og muskler (0,5-2%)
Muskelmassen er betydelig større
levermasse, derfor
skjelettmuskulaturen konsentrert
ca 2/3 av totalen
total glykogen i kroppen 35
GLYKOGENOLYSE
Glykogennedbrytning kan oppstå nårmangel på oksygen. Dette er en transformasjon
glykogen til melkesyre.
Glykogen er tilstede i cellene i form
granulat som inneholder enzymer
syntese, nedbrytning og enzymregulering.
Reaksjonene av syntese og dekomponering er forskjellige, som
gir prosessfleksibilitet. Molekylet splittes fra glykogen
glukose-1-P isomeriserer
med dannelse av glukose-6-P
glukose-1-P
fosfogluko mutase
glukose-6-P
Når cellen selv trenger energi, brytes glukose-6-P ned langs glykolysebanen.
Hvis glukose er nødvendig av andre celler, da
glukose-6-fosfatase (bare i leveren og
nyrer) spalter fosfat fra glukose-6-P,
og glukose kommer inn i blodet.
GLYKOLYSE
Glykolyse (gresk glukose - sukker, lysis -ødeleggelse) – sekvens
reaksjoner som omdanner glukose til
pyruvat (10 reaksjoner).
Under glykolyse, en del av den frie
glukose nedbrytningsenergi omdannes
i ATP og NADH.
Total reaksjon av glykolyse:
Glukose + 2 pH + 2 ADP + 2 NAD+→
2 pyruvat + 2 ATP + 2 NADH + 2H+ + 2
H2O
Anaerob GLYKOLYSE
Dette er den viktigste anaerobe banenglukoseutnyttelse
1) Forekommer i alle celler
2) For røde blodlegemer - den eneste
energikilde
3) Hersker i tumorceller –
kilde til acidose
Det er 11 reaksjoner i glykolyse,
produktet av hver reaksjon er
underlag for neste.
Sluttproduktet av glykolysen er laktat.
AEROB OG ANAEROB NEDBRYTNING AV GLUKOSE
Anaerob glykolyse, eller anaerob nedbrytningglukose, (disse begrepene er synonymer) inkluderer
reaksjoner av en spesifikk vei for nedbrytning av glukose til
pyruvat og reduksjon av pyruvat til laktat. ATP
ved anaerob glykolyse dannes den kun av
substratfosforylering
Aerob nedbrytning av glukose til sluttprodukter
(CO2 og H2O) inkluderer aerobe reaksjoner
glykolyse og påfølgende oksidasjon av pyruvat til
generell katabolismevei.
Dermed er aerob nedbrytning av glukose en prosess
dens fullstendige oksidasjon til CO2 og H2O, og aerob
Glykolyse er en del av den aerobe nedbrytningen av glukose.
ENERGIBALANSE AV AEROB OKSIDERING AV GLUKOSE
1. I en spesifikk nedbrytningsvei dannes glukose2 molekyler pyruvat, 2 ATP (substrat
fosforylering) og 2 molekyler NADH+H+.
2. Oksidativ dekarboksylering av hver
pyruvatmolekyler - 2,5 ATP;
dekarboksylering av 2 pyruvatmolekyler gir 5
ATP-molekyler.
3. Som et resultat av oksidasjon av acetylgruppen
acetyl-CoA i TCA-syklusen og konjugert CPE – 10 ATP;
2 molekyler acetyl-CoA danner 20 ATP.
4. Malat skyttelmekanisme overføringer
NADH+H+ i mitokondrier – 2,5 ATP; 2 NADH+H+
skjema 5 ATP.
Totalt: med nedbrytning av 1 glukosemolekyl til
under aerobe forhold dannes 32 molekyler
ATF!!!
Glukoneogenese
Glukoneogenese - syntese av glukosede novo fra ikke-karbohydratkomponenter.
Forekommer i leveren og ≈10 % i nyrene.
Forgjengere for
glukoneogenese
laktat (hovedsak),
glyserol (andre),
aminosyrer (tredje) – under forhold
lang faste.
Inngangssteder for substrater (forløpere) for glukoneogenese
FORHOLDET AV GLYKOLYSE OG GLUKONOGENESE
1. Hovedsubstratet for glukoneogenese erlaktat dannet av aktivt skjelett
muskel. Plasmamembranen har
høy permeabilitet for laktat.
2. Når laktat kommer inn i blodet, transporteres det til leveren,
hvor i cytosolen oksideres til pyruvat.
3. Pyruvat omdannes så til glukose underveis
glukoneogenese.
4. Glukose kommer så inn i blodet og absorberes
skjelettmuskulatur. Disse transformasjonene
utgjør Cori-syklusen.
MESLINGER SYKLUS
Glukose-alanin syklus
KARAKTERISTIKKER AV PENTOSOFOSFATVEIEN
Pentosefosfatvei for nedbrytning av glukose (PGP)også kalt heksosemonofosfat-shunt eller
fosfoglukonatvei.
Denne alternative oksidasjonsveien til glykolyse og TCA-syklusen
glukose ble beskrevet på 50-tallet av det tjuende århundre av F. Dickens,
B. Horeker, F. Lipmann og E. Racker.
Enzymer av pentosefosfatbanen er lokalisert i
cytosol. PFP er mest aktivt i nyrene,
lever, fettvev, binyrebark,
erytrocytter, ammende brystkjertel. I
De fleste av disse vevene gjennomgår en prosess
biosyntese fettsyrer og steroider, som krever
NADPH.
Det er to faser av PPP: oksidativ og
ikke-oksidativt
FUNKSJONER AV PENTOSOFOSFATVEIEN
1. Dannelse av NADPH+H+ (50 % av kroppens behov),nødvendig 1) for biosyntese av fettsyrer,
kolesterol og 2) for avgiftningsreaksjonen
(reduksjon og oksidasjon av glutation,
funksjon av cytokrom P-450 avhengig
monooksygenaser – mikrosomal oksidasjon).
2. Syntese av ribose 5-fosfat, brukt til
dannelse av 5-fosforibosyl-1-pyrofosfat, som
nødvendig for syntese av purin nukleotider og
tilsetning av orotsyre under biosyntese
pyrimidinnukleotider.
3. Syntese av karbohydrater fra annet nummer atomer
karbon (C3-C7).
4. I planter dannes ribulose-1,5-bisfosfat,
som brukes som CO2-akseptor i mørket
stadier av fotosyntesen.
Oksidativ dekarboksylering av pyruvat -
Oksiderendedekarboksylering av pyruvat er dannelsen av acetyl~CoA fra PVC -
nøkkel irreversibelt stadium
stoffskiftet!!!
Ved dekarboksylering 1
pyruvatmolekyler frigjøres 2.5
ATP.
Dyr er ikke i stand til å forvandle seg
acetyl-CoA
tilbake til glukose.
acetyl~CoA går inn i trikarboksylsyklusen
syrer (TCA)
Trikarboksylsyresyklus
syklus sitronsyreKrebs syklus
Hans Krebs - Nobelprisvinner
priser 1953
TCA-reaksjoner oppstår
i mitokondrier CTK
1) endelig felles vei oksidasjon
brenselmolekyler -
fettsyrer, karbohydrater, aminosyrer.
De fleste drivstoffmolekyler
gå inn i denne syklusen etter å ha blitt
acetyl-CoA.
2) TsTK utfører en funksjon til -
leverer mellomprodukter
for biosynteseprosesser.
Rollen til TTC
energiverdikilde til viktige metabolitter,
gir opphav til nye metabolske veier
(glukoneogenese, transaminering og
deaminering av aminosyrer,
syntese av fettsyrer, kolesterol)
Følgende forbindelser er svært viktige:
oksaloacetat (OAK) og α-ketoglutarsyre.
De er forløpere til aminosyrer.
Først malat og
isocitrat, og fra dem dannes det så i cytoplasmaet
SHUK og α-KG. Deretter, under påvirkning av transaminaser fra Pike
aspartat dannes, og fra alfa-CG - glutamat.
Som et resultat av oksidasjonen av acetylgruppen til acetylCoA i TCA-syklusen og konjugert CPE - 10 ATP!!!
Forstyrrelser i karbohydratmetabolismen med:
- Fastinghypoglykemi, glukagon og adrenalin mobiliserer
TAG og glukoneogenese fra glyserol, FFA går til
dannelse av acetyl-CoA og ketonlegemer
- understreke
påvirkning av katekolaminer (adrenalin - nedbrytning
glykogen, glukoneogenese); glukokortikoider
(kortisol - syntese av glukoneogenese enzymer)
- insulinavhengig diabetes mellitus
redusert insulinsyntese i β-celler
bukspyttkjertelen → kaskade av effekter Hyperglykemi, og etter å ha overvunnet nyrene
terskel - glukosuri oppstår
Redusert transport av glukose inn i cellen (inkludert
på grunn av ↓ syntese av GLUT-molekyler)
Redusert glykolyse (inkludert aerob
prosesser) og cellen mangler energi
(inkludert for proteinsyntese, etc.)
Hemming av pentosefosfatbanen
Glykogensyntesen reduseres og konstant
glykogennedbrytningsenzymer aktiveres
Glukoneogenese aktiveres konstant (spesielt fra
glyserol, går overskuddet til ketonlegemer)
Baner uregulert av insulin aktiveres
glukoseopptak i cellen: glukuronatvei
GAG-dannelse, glykoproteinsyntese
(inkludert overdreven glykosylering
proteiner), reduksjon til sorbat, etc.