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 ekstracellulær matrise. Reservere. Karbohydrater lagres i skjelettmuskulaturen og leveren i form av glykogen.
Funksjoner av karbohydrater Beskyttende. Komplekse karbohydrater er en del av komponentene i immunsystemet; mukopolysakkarider finnes i slimete stoffer som dekker overflaten av blodårer, bronkier, fordøyelseskanalen og kjønnsorganene. Spesifikk. Individuelle karbohydrater er involvert i å sikre spesifisiteten til blodgruppene, fungerer som antikoagulanter og er reseptorer for en rekke hormoner eller farmakologiske stoffer. Regulatorisk. Matfiber brytes ikke ned i tarmene, men aktiverer tarmmotilitet, enzymer i fordøyelseskanalen, akselererer opptaket av næringsstoffer.
MONOSAKKARIDER Aldoser (-CHO) ketoser (>C=O)
Isomerisme Isomerer er stoffer som har samme kjemiske formel. Optiske isomerer er forskjellige i orienteringen av atomer og funksjonelle grupper i rommet. Epimerer er forskjellige i konformasjon ved kun 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 aller meste av glukose er tilstede i form av en syklisk hemiacetal.Når ringen lukkes ved C-5 hydroksylgruppen, dannes en seksleddet pyranring. Sukker med en seksleddet ring kalles pyranoser. Ringlukking som involverer C-4 hydroksylgruppen gir en furanring, og sukkerarter med en slik syklus kalles furanoser.
Anomere karbonatomer Et monosakkarid er en anomer hvis hydroksylgruppen er plassert under ringens plan; et monosakkarid er en 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 bete, sukkerrør laktose galaktose glukose meieriprodukter maltose glukose hydrolyse av stivelse
De viktigste polysakkaridene, bestående av glukoserester. Navn Link 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 Fosforsyreestere (forestring) Aminosukker Uronsyrer (oksidasjon) Deoksysukker (deoksyribose) Alkoholer (reduksjon)
Syrer - derivater av monosakkarider (inkludert uronsyrer) Syrer dannes som et resultat av oksidasjon av aldehyd- eller alkoholgruppene til monosakkarider.
Syrer - derivater av monosakkarider Glukuronsyre - er involvert 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 er av klinisk betydning hos pasienter med diabetes mellitus. Sukkeralkoholer
Sorbitolbanen for glukosekonvertering Sluttproduktene av glukosemetabolismen via sorbitolbanen (fruktose og sorbitol) trenger ikke godt gjennom 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, nevropati, 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 Erytrocyttantigener Nei A B AB Genotyper OO AA eller AO BB eller BO AB Serumantistoffer Anti-A Anti-B Anti-A Nei Blodgrupper O (I) A (II) B (III) AB (IV) Frekvens ( %
ABO-blodgrupper Blodtype O (I) Personer med denne blodtypen syntetiserer antistoffer mot A- og B-antigener. De kan bare transfuseres med blod fra gruppe 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 fra gruppe 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 blodtypen syntetiserer ikke antistoffer mot verken A- eller B-antigener. De kan motta blod av alle typer (universelle mottakere)
Protein-karbohydratbindinger er N-glykosidiske (karbohydrater festes gjennom aminogruppene til asparagin). Dette er den vanligste klassen av glykoproteiner. O-glykosid (karbohydrater er festet gjennom hydroksylgruppene til serin eller treonin).
Glykoproteiner strukturelle (komponenter av celleveggen og membraner); hormoner (skjoldbruskkjertelstimulerende, 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, glasslegemet i øyet Kondroitinsulfat Glukuronsyre-N-acetylgalaktosamin* Bein, brusk Keratansulfat Galaktosparatsulfat Cartilage-N-acetyl Glukuronsyre*-glukosamin* Lunger, muskler, lever Dermatansulfat Iduronsyre*-N-acetylgalaktosamin* Hud, lunger* Indikerer tilstedeværelse av svovelsyrerester
Karbohydratmetabolismen består av følgende prosesser: Spaltning i mage-tarmkanalen til monosakkarider, poly- og disakkarider som følger med maten. 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
Transporten av monosakkarider fra tarmens lumen til cellene i slimhinnen kan utføres ved: tilrettelagt diffusjon eller aktiv transport
Absorpsjon av karbohydrater fruktose glukose N a + galaktose Absorpsjonshastighet av karbohydrater D-galaktose - 110 D-glukose - 100 D-fruktose -
Inntreden i cellene i perifert vev utføres ved hjelp av spesielle transportsystemer, hvis funksjon er overføring av sukkermolekyler gjennom cellemembraner. Det er spesielle bærerproteiner - translokaser, spesifikke for sukker.
Transport av glukose inn i vevsceller Distribusjon av glukosetransportproteiner (GLUT) Typer GLUT Lokalisering i organer GLUT-1 Hjerne, placenta, nyrer, tykktarm GLUT-2 Lever, nyrer, betaceller på de Langerhanske øyene, enterocytter GLUT-3 I mange vev (inkludert hjerne, morkake, nyrer) GLUT-4 (insulinavhengig) Muskel (skjelett, hjerte), fettvev GLUT-5 Tynntarm (muligens fruktosetransportør)
Intracellulær glukosemetabolisme Glukosemetabolisme assosiert med fôringsrytmer Absorptiv periode glukoseoksidasjon (glykolyse, pentosefosfatbane) glykogensyntese (glykogenese) Postabsorptiv periode og fastende glykogennedbrytning (glykogenolyse) glukosesyntese (glukoneogenese)
Glukosemetabolisme assosiert med fôringsrytmer Absorptiv periode glukoseoksidasjon glykogensyntese (glykogenese) Postabsorptiv periode og fastende glykogennedbrytning (glykogenolyse) glukosesyntese (glukoneogenese)
GLYKOGENESE (glykogensyntese) Glykogen er hovedreservepolysakkaridet som avsettes i lever og muskler i form av granulat. Under polymeriseringen av glukose reduseres løseligheten til det resulterende glykogenmolekylet og dets effekt på osmotisk trykk. Konsentrasjonen av glykogen i leveren når 5% av massen; Konsentrasjonen av glykogen i musklene er ca. 1 %.
Stadier av glykogenese Syntese av uridindifosfatglukose (UDP-glukose); Dannelse av 1, 4 glykosidbindinger; Dannelse av 1, 6 glykosidbindinger.
GLYKOGENOLYSE (desintegrasjon av glykogen) Funksjon: Gir normale blodsukkernivåer i den postabsorptive perioden Blodsukker: 3, 3 -5, 5 mmol/l
Stadier av glykogenolyse 1. Spaltning (fosforolyse) av 1, 4 glykosidbindinger Enzym: glykogenfosforylase. I dette tilfellet reduseres glykogenmolekylet med en glukoserest. 
2. Spaltning av 1,6 glykosidbindinger Prosessen foregår i to trinn: a. tre glukoserester overføres fra glykogengrenen til hovedkjeden (enzym: triglukosetransferase) b. den gjenværende glukoseresten spaltes av hydrolytisk (enzym: 1,6 glukosidase ("glykogenavgrenende enzym")
blod. Glykogen Glukose-6-fosfat Glukose P i. Glukose-6-phosphatase Glukose. Lever energi. Glukose-6-fosfat Glykogen. Muskel. Funksjonen til glykogen i lever og muskler Leverglykogen brukes til å opprettholde den fysiologiske konsentrasjonen av glukose i blodet. Muskelglykogen er kilden til glukose for cellene i dette vevet
Regulering av karbohydratmetabolisme Det utføres med deltakelse av 2 hovedmekanismer: 1. Induksjon eller undertrykkelse av syntesen av enzymer 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 i vev, glykolyse og glykogensyntese 2. Reduserer glykogenolyse og glukoneogenese Glukagon Øker glykemi 1. Aktiverer glykogenolyse og glukonglykogenelysis. ikke føre til økt glykemi ved nedbrytning av muskelglykogen) Kortisol Øker glykemi 1. Stimulerer glukoneogenesen i leveren
Glykogenoser (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 – Andersens sykdom Type V – Mc. Ardle sykdom Type VI - Hennes sykdom Type VII - Tarui sykdom Type VIII Type IX Type XI - Fanconi-Bickel syndrom
Typer glykogenoser Form for glykogenose Defekt enzym Type, navn på sykdommen Hepatisk Glukose-6-fosfatase I Gierkes sykdom Amylo-1, 6-glukosidase ("debranching" enzym) III Fobs-Corey sykdom (limit dextrinosis) Glykogenfosforylase VI Fosforylase kinase Proteinkinase A IX X Muskelglykogen Fosforylase V Sykdom Valmue. Ardla
Diagnose av glykogenose og aglycogenose 1. Bestemmelse av glukosekonsentrasjon (på tom mage) 2. Bestemmelse av glykogeninnhold i blod, erytrocytter, leukocytter 3. Bestemmelse av glykogeninnhold i lever- og muskelbiopsiprøver 4. Studie av innholdet av involverte enzymer 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 regulering av karbohydratmetabolisme. Leverens rolle i metabolismen.
semesteroppgave, lagt til 11.12.2014
Konseptet og klassifiseringen av karbohydrater, hovedfunksjonene i kroppen. Kort beskrivelse av den økologiske og biologiske rollen. Glykolipider og glykoproteiner som strukturelle og funksjonelle komponenter i cellen. Arvelige forstyrrelser i metabolismen av monosakkarider og disakkarider.
test, lagt til 12.03.2014
Metabolisme av lipider i kroppen, dens mønstre og funksjoner. Generelt om mellomprodukter. Forholdet mellom metabolismen av karbohydrater, lipider og proteiner. Den sentrale rollen til acetyl-CoA i forholdet til metabolske prosesser. Nedbryting av karbohydrater, dens stadier.
test, lagt til 06.10.2015
Essensen av stoffskiftet i menneskekroppen. Konstant utveksling av stoffer mellom kroppen og det ytre miljø. Aerob og anaerob fordøyelse av produkter. Verdien av hovedbørsen. Varmekilde i kroppen. Den nervøse mekanismen for termoregulering av menneskekroppen.
foredrag, lagt til 28.04.2013
Verdien av ulike karbohydrater for levende organismer. De viktigste stadiene og reguleringen av karbohydratmetabolismen. Stimulering av glykogennedbrytning under glykogenolyse ved eksitasjon av sympatiske nervefibre. Utnyttelse av glukose i perifert vev.
sammendrag, lagt til 21.07.2013
Resultatet av nedbrytning og funksjon av proteiner, fett og karbohydrater. Sammensetningen av proteiner og deres innhold i matvarer. Mekanismer for regulering av protein- og fettmetabolismen. 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 til monosakkarider. Kjemiske reaksjoner av 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 endring i type kosthold.
semesteroppgave, lagt til 02.02.2014
Metabolske funksjoner i kroppen: gir organer og systemer energi produsert under nedbrytningen av næringsstoffer; gjøre matmolekyler til byggesteiner; dannelsen 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. Den biologiske rollen til disakkarider, deres produksjon, anvendelse, kjemiske og fysiske egenskaper. Sted for tilkobling av monosakkarider med hverandre.
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 verken fra fett, eller fra karbohydrater, eller fra andre stoffer. De inkluderer nitrogen, karbon, hydrogen, oksygen, og noen inneholder svovel og andre kjemiske elementer i ekstremt små mengder. Aminosyrer er de enkleste strukturelle elementene ("murstein") som utgjør proteinmolekylene i menneskelige celler, vev og organer. De er organiske stoffer med alkaliske og sure egenskaper. Studiet av strukturen til ulike proteiner gjorde det mulig å fastslå at de inneholder opptil 25 forskjellige aminosyrer. Forskere fra forskjellige land jobber med kunstig proteinsyntese. PROTEINER OG DERES SAMMENSETNING
lysbilde 5
Proteinmetabolisme Proteinmetabolismen i kroppen er gjenstand for kompleks regulering, som involverer sentralnervesystemet og endokrine kjertler. Av de hormonelle stoffene forsterker skjoldbruskkjertelhormon (tyroksin) og hormoner i binyrebarken (glukokortikoider) prosessene med dissimilering, proteinnedbrytning, og bukspyttkjertelhormon (insulin) og somatotropt hormon i hypofysen (veksthormon) forbedrer prosessene med dannelse (assimilering) av proteinlegemer i kroppen.
lysbilde 6
Lysbilde 7
Lysbilde 8
Lysbilde 9
Fett, som karbohydrater, er "drivstoff", eller energi, materiale som er nødvendig for kroppens liv. Ett gram fett inneholder dobbelt så mye potensiell (skjult) energi som ett gram karbohydrater. FETT - "DRIVSTOFFET" I KROPPEN
lysbilde 10
Oksidasjon av fett direkte i selve fettvevet lettes av tilstedeværelsen av spesielle enzymer i det - 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, så vel som andre typer metabolisme, reguleres av sentralnervesystemet direkte og gjennom de endokrine kjertlene – hypofysen, bukspyttkjertelens øyapparat, binyrene, skjoldbruskkjertelen og kjønnskjertlene.
lysbilde 12
Skadelig for kroppen - dette er transisomerer, de bør unngås. Mettet fett bør holdes på et minimum, mens enumettet og flerumettet fett er avgjørende for kroppen vår. Dessuten, hvis vi inntar nok Omega-6 (vi bruker sannsynligvis vegetabilsk olje hver dag), så er Omega-3 i kroppen vår vanligvis ikke nok. Spis fisk oftere! !Det er interessant…
lysbilde 13
KARBOHYDRATER Karbohydrater er stoffer som hovedsakelig finnes i planteriket. De består av karbon, hydrogen og oksygen. I karbohydrater er karbonatomet bundet til et vannmolekyl. Det er enkle og komplekse karbohydrater; enkle karbohydrater kalles ellers monosakkarider (monos - på gresk en), og komplekse karbohydrater kalles polysakkarider (polu - mange).
lysbilde 14
METABOLISME AV KARBOHYDRATER I ORGANISMEN Karbohydratmetabolismen i nervesystemet reguleres hovedsakelig gjennom de endokrine kjertlene, hovedsakelig gjennom bukspyttkjertelen og binyrene. Binyremargen frigjør adrenalin til 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 forskere nøyaktig har fastslått, øker produksjonen av insulin under magekjertelen.
Karbohydrater er polyatomiske 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 \u003d (CH2O) 6
Karbohydrater er grunnlaget for eksistensen til de fleste
organismer, fordi alt organisk materiale tas
med utgangspunkt i 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 kompleksitetenbygninger er delt inn i 3 klasser:
monosakkarider
oligosakkarider
polysakkarider
Monosakkarider
MONOSAKKARID (MONOSA) - minimalstrukturell enhet av karbohydrater
knuser hvilke egenskaper som forsvinner
sukkerarter
Avhengig av antall atomer
karbon i molekylet
monosakkarider er delt inn i: trioser (C3H6O3),
tetroser (С4Н8О4), pentoser (С5Н10О5), heksoser
(С6Н12О6) og heptoser (С7Н14О7).
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 - hovedenergien
substrater av menneskekroppen Molekylær sammensetning av glukose og fruktose
det samme (С6Н12О6),
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
OLIGOSAKKARIDER
inkluderer 2 til 10 restermonosakkarider, forbundet
1,4- eller 1,2-glykosidbindinger,
dannet mellom to alkoholer
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. Nedbrutt av maltase.
Laktose (melkesukker)
Dette er glukose- og galaktosemolekyler.forbundet med en 1,4-glykosidbinding.
Syntetisert under amming.
Kostinntak av laktose bidrar til
utvikling av melkesyrebakterier
undertrykke utviklingen av putrefactive
prosesser. Brytes ned av laktase.
POLYSAKKARIDER
De fleste naturlige karbohydrater er polymererantall monosakkaridrester
fra 10 til titusenvis.
I henhold til funksjonelle egenskaper:
strukturelle - gi celler, organer og inn
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, reservatet
polysakkarider er 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 kommer i forskjellige lengder og
shortening gradvis miste jodofilisitet
(evnen til å farge blå med jod). Amylose har en lineær struktur,
alle glukoserester er forbundet med en (1-4) glykosidbinding. I amylose
≈ 100-1000 glukoserester.
Gjør ≈ 15-20% av all stivelse. Amylopektin er forgrenet, fordi har gjennom
hver 24.-30. glukoserester
et lite antall alfa(1-6)-bindinger.
Amylopektin inneholder ≈ 600-6000 rester
glukose, molekylvekt opptil 3 mln.
Amylopektininnhold i stivelse
75-85%Fiber (cellulose)
hovedkomponenten i celleveggen
planter. Består av ≈ 2000-11000 rester
glukose, som, i motsetning til stivelse, ikke er α-, men β-(1-4)-glykosidbinding.
Glykogen - animalsk stivelse
Inneholder mellom 6 000 og 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 - lagres i leveren, muskler, hjerte.
Heteropolysakkarider (heteroglykaner)
Dette er komplekse karbohydrater, sammensatt av to ogflere typer monosakkaridenheter
(aminosukker og uronsyrer),
oftest assosiert med proteiner eller lipider
Glykosaminoglykaner (mukopolysakkarider)
kondroitin-, keratan- og dermatansulfater,
hyaluronsyre, heparin.
Presentert som en del av hovedfestet
bindevevsstoffer. Deres funksjon
er å beholde en stor mengde vann og
fyller det intercellulære rommet. De er
tjene som et mykgjørende og smørende materiale for
ulike typer vevsstrukturer, er en del av
bein og tannvev Hyaluronsyre er en lineær polymer av
glukuronsyre og acetylglukosamin.
Det er en del av celleveggene, synovial
væske, glasslegeme av øyet, omslutter
indre organer, er geléaktig
bakteriedrepende smøremiddel. Viktig komponent
element av hud, brusk, sener, bein, tenner ...
hovedstoffet i postoperative arr
(vedheft, arr - stoffet "hyaluronidase")
Kondroitinsulfater -
forgrenede sulfaterte polymererglukuronsyre og N-acetylglukosamin.
De viktigste strukturelle komponentene i brusk,
sener, hornhinner som finnes i huden,
bein, tenner, periodontale vev.
Normen for karbohydrater i kostholdet
Beholdningen av karbohydrater i kroppen overstiger ikke2-3 % av kroppsvekten.
På grunn av dem trenger energien
en person kan ikke dekkes i mer enn 12-14 timer.
Kroppens behov for glukose avhenger
på nivået på energiforbruket.
Minimumsnormen for karbohydrater er 400 g per dag.
65 % av karbohydratene kommer i form av stivelse
(brød, frokostblandinger, pasta), dyr
glykogen
35 % som enklere sukkerarter (sukrose,
laktose, glukose, fruktose, honning, pektin
stoffer). Fordøyelse av karbohydrater
Skille mellom fordøyelsen:
1) hulrom
2) parietal
Slimhinnen i mage-tarmkanalen
naturlig inngangsbarriere
inn i kroppen til store fremmede
molekyler, inkludert karbohydrater
natur
Assimileringen av oligo- og polysakkarider skjer under deres hydrolytiske spaltning til monosakkarider. Glykosidaser angriper 1-4 og 1-6 glykosidbindinger. Pro
Assimilering av oligo- ogpolysakkarider følger med dem
hydrolytisk spaltning til monosakkarider.
Glykosidaser angriper
1-4 og 1-6 glykosidbindinger
enkle karbohydrater
fordøyelsen er det ikke
utsatt, men
gjære
en del av molekylene
i tykktarmen
virkningen av enzymer
mikroorganismer
.
.HULLE FORDØJELSE
Fordøyelsen av polysakkarider begynner i munnhulen, hvor de utsettes for den kaotiske virkningen av amylase.
spytt ved (1-4)-bindinger. Stivelse brytes ned til dekstriner av ulik kompleksitet.
Ved spytt amylase (aktiver 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. Gastrisk pepsin bryter ned amylase selv. Videre går maten inn i tarmene, der pH
nøytral og eksponert
1) pankreas amylaser.
Det er -, β-, γ-amylaser
Alfa-amylase er mer representert, bryter ned stivelse til dekstriner
Beta-amylase brytes ned
dekstriner til disakkaridet maltose
Gamma-amylase spalter
individuelle terminale glukosemolekyler
fra stivelse eller fra 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
skjell under en spesiell tynn
film - glykokalyx
Disakkarider brytes ned her under
virkningen av laktase (et enzym i
komposisjon
β-glykosidasekompleks), sukrase og
maltase. Samtidig dannes de
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.
Cellulose funksjoner:
1) stimulering av tarmmotilitet og
gallesekresjon,
2) adsorpsjon av en rekke stoffer (kolesterol, etc.)
med en reduksjon i deres absorpsjon,
3) dannelsen av avføring.
Bare monosakkarider absorberes i tarmen
deres overføring til slimhinnecellertarmslimhinnen (enterocytter)
kan skje:
1) passiv diffusjonsmetode
langs konsentrasjonsgradienten
fra tarmens lumen (hvor konsentrasjonen av sukker etter et måltid er høyere)
inn i cellene i tarmen (der den er lavere).
2) glukoseoverføring er også mulig mot konsentrasjonsgradienten.
Dette er aktiv transport: koster pengerenergi, spesiell
bærerproteiner (GLUT).
Glukose
Bærerprotein + ATP
HOVEDKILDER TIL GLUKOSE
1) mat;2) nedbrytning av glykogen;
3) syntese av glukose fra ikke-karbohydrater
forløpere (glukoneogenese).
HOVEDBRUK AV GLUKOSE
1) nedbrytningen av glukose for å oppnåenergi (aerob og anaerob
glykolyse);
2) glykogensyntese;
3) pentose fosfat nedbrytningsvei for
skaffe andre monosakkarider og
redusert NADPH;
4) syntese av andre forbindelser (fettholdige
syrer, aminosyrer,
heteropolysakkarider, etc.).
KILDER OG MÅTER FOR UTGIFTER FOR GLUKOSE
Glykogen produseres i nesten allekroppsceller, men
dens maksimale konsentrasjon
i leveren (2-6%) og muskler (0,5-2%)
Mye mer muskelmasse
levermasse, altså
skjelettmuskulaturen er konsentrert
ca 2/3 av totalen
total glykogen i kroppen 35
GLYKOGENOLYSE
Glykogennedbrytning kan skje medmangel på oksygen. Denne transformasjonen
glykogen til melkesyre.
Glykogen er tilstede i celler som
granulat som inneholder dets enzymer
syntese, nedbrytning og enzymregulering.
Reaksjonene av syntese og forfall er forskjellige, som
gir prosessfleksibilitet. Molekylet splittes fra glykogen
glukose-1-P isomeriserer
med dannelse av glukose-6-P
glukose-1-F
fosfogluko mutase
glukose-6-F
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 slippes ut i blodet.
GLYKOLYSE
Glykolyse (gresk glukose - sukker, lysis -ødeleggelse) - sekvens
reaksjoner ved å konvertere glukose til
pyruvat (10 reaksjoner).
Under glykolyse, en del av den frie
glukose nedbrytningsenergi omdannes
i ATP og NADH.
Den totale reaksjonen av glykolyse:
Glukose + 2 Rn + 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 erytrocytter - den eneste
energikilde
3) Overveiende 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 DESTRUKSJON 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 reaksjonene av aerobe
glykolyse og påfølgende oksidasjon av pyruvat til
vanlig 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 for glukose,2 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 oksidasjonen av acetylgruppen
acetyl-CoA i TCA og konjugert CPE - 10 ATP;
2 molekyler acetyl-CoA danner 20 ATP.
4. Små skytteloverføringer
NADH + H+ i mitokondrier - 2,5 ATP; 2 NADH+H+
skjema 5 ATP.
Totalt: med nedbrytning av 1 molekyl glukose til
under aerobe forhold dannes 32 molekyler
ATF!!!
Glukoneogenese
Glukoneogenese er syntesen av glukosede novo fra ikke-karbohydratkomponenter.
Forekommer i leveren og ≈10 % i nyrene.
Forgjengere for
glukoneogenese
laktat (hovedsak),
glyserol (andre),
aminosyrer (tredje) - under forhold
langvarig faste.
Inngangssteder for substrater (forløpere) for glukoneogenese
FORHOLDET AV GLYKOLYSE OG GLUKONOGENESE
1. Hovedsubstratet for glukoneogenese erlaktat dannet av et aktivt skjelett
muskel. Plasmamembranen har
høy permeabilitet for laktat.
2. Etter å ha kommet inn i blodet, overføres laktat til leveren,
hvor i cytosolen oksideres til pyruvat.
3. Pyruvat omdannes så til glukose underveis
glukoneogenese.
4. Glukose går lenger inn i blodet og tas opp
skjelettmuskulatur. Disse transformasjonene
utgjør Corey-syklusen.
MESLINGENS SYKLUS
Glukose-alanin syklus
EGENSKAPER AV PENTOSOFOSFATVEIEN
Pentosefosfatvei for glukosedegradering (PPP)også kalt heksosemonofosfat-shunt eller
ved fosfoglukonatruten.
Denne oksidasjonsveien alternativ til glykolyse og TCA
glukose ble beskrevet på 50-tallet av det tjuende århundre av F. Dickens,
B. Horeker, F. Lipmann og E. Reker.
Enzymer av pentosefosfatbanen er lokalisert i
cytosol. Den mest aktive PFP forekommer i nyrene,
lever, fettvev, binyrebark,
erytrocytter, ammende brystkjertel. PÅ
de fleste av disse vevene gjennomgår en prosess
biosyntese av fettsyrer og steroider, som krever
NADPH.
Det er to faser av PFP: 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 med ulikt antall 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 -
viktig irreversibelt trinn
stoffskiftet!!!
Ved dekarboksylering 1
pyruvatmolekyler frigjøres 2, 5
ATP.
Dyr kan ikke forvandle seg
acetyl-CoA
tilbake til glukose.
acetyl~CoA går inn i trikarboksylsyklusen
syrer (CTC)
Trikarboksylsyresyklus
sitronsyresyklusKrebs syklus
Hans Krebs, nobelprisvinner
premier 1953
CTC-reaksjoner oppstår
i mitokondrier TsTK
1) endelig felles oksidasjonsvei
brenselmolekyler -
fettsyrer, karbohydrater, aminosyrer.
De fleste drivstoffmolekyler
gå inn i denne syklusen etter å ha blitt
acetyl-CoA.
2) CTC utfører en annen funksjon -
leverer mellomprodukter
for biosyntetiske prosesser.
CTCs rolle
energiverdienkilde til viktige metabolitter,
gir opphav til nye metabolske veier
(glukoneogenese, transaminering og
deaminering av aminosyrer
syntese av fettsyrer, kolesterol)
Forbindelser som f.eks
oksalacetat (PAA) og α-ketoglutarsyre.
De er forløpere for aminosyrer.
Først malat og
isocitrat, og deretter dannes fra dem i cytoplasmaet
STYKKER og α-KG. Deretter under påvirkning av transaminaser fra gjedder
aspartat dannes, og fra alfa-KG - glutamat.
Som et resultat av oksidasjonen av acetylgruppen til acetylCoA i TCA og konjugerte CPE - 10 ATP!!!
Forstyrrelser i karbohydratmetabolismen i:
- Fastinghypoglykemi, glukagon og adrenalin mobiliserer
TAG og glukoneogenese fra glyserol, FFA går til
dannelse av acetyl-CoA og ketonlegemer
- understreke
påvirkningen av katekolaminer (adrenalin - nedbrytningen
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 - glykosuri slutter seg til
Redusert transport av glukose inn i cellen
på grunn av ↓ syntese av GLUT-molekyler)
Redusert glykolyse (inkludert aerob
prosesser) og cellen mangler energi
(inkludert for proteinsyntese, etc.)
Hemming av pentosefosfatbanen
Redusert glykogensyntese og
glykogennedbrytningsenzymer aktiveres
Konstant aktivert glukoneogenese (spesielt fra
glyserol, overskuddet går til ketonlegemer)
Insulin-uregulerte veier aktivert
glukoseopptak i cellen: glukuronatbanen
GAG-dannelse, glykoproteinsyntese
(inkludert overdreven glykosylering
proteiner), reduksjon til sorbat, etc.