SacharidySacharidy

OsnovaOsnova

ÚvodÚvod VýznamVýznam Dělení a klasifikaceDělení a klasifikace VlákninaVláknina TráveníTrávení VstřebáváníVstřebávání Metabolismus sacharidůMetabolismus sacharidů

SacharidySacharidy SacharidSacharid (z (z lat.lat. saccharumsaccharum = = cukrcukr))

Též Též glycidglycid, nepřesně , nepřesně cukrcukr, zastarale a chybně , zastarale a chybně uhlovodanuhlovodan nebo nebo karbohydrátkarbohydrát

Organická látka patřící do skupiny Organická látka patřící do skupiny polyhydroxyderivátů - aldehydů nebo ketonů polyhydroxyderivátů - aldehydů nebo ketonů Nízkomolekulární sacharidy jsou rozpustné ve Nízkomolekulární sacharidy jsou rozpustné ve vodě a mají více či méně sladkou chuťvodě a mají více či méně sladkou chuť

Makromolekulární polysacharidy jsou většinou Makromolekulární polysacharidy jsou většinou bez chuti a jsou ve vodě jen omezeně rozpustné bez chuti a jsou ve vodě jen omezeně rozpustné (škrob, agar) nebo zcela nerozpustné (celulosa)(škrob, agar) nebo zcela nerozpustné (celulosa)

Sacharidy Sacharidy Jsou sloučeniny uhlíku, vodíku a kyslíku, lišící se strukturou Jsou sloučeniny uhlíku, vodíku a kyslíku, lišící se strukturou

a velikostí molekulya velikostí molekuly Zákl. stavební jednotka - monosacharidyZákl. stavební jednotka - monosacharidy Vazba glykosidická Vazba glykosidická

Zdroj energie pro činnost svalů a mozkuZdroj energie pro činnost svalů a mozku Primární zdroj energie při intenzivním tréninkuPrimární zdroj energie při intenzivním tréninku

U rostlin vznikají asimilací vzdušného COU rostlin vznikají asimilací vzdušného CO22 za přítomnosti za přítomnosti vody a denního světla - vody a denního světla - fotosyntézoufotosyntézou

Denní příjem 50 - 60% z celkového energ. příjmuDenní příjem 50 - 60% z celkového energ. příjmu

Množství energie v 1g = Množství energie v 1g = 4 kcal4 kcal = = 17 kJ17 kJ

Zásobní glykogen (jaterní a svalový)Zásobní glykogen (jaterní a svalový)

Dělení a klasifikace Dělení a klasifikace sacharidůsacharidů

Jednoduché sacharidy Jednoduché sacharidy Monosacharidy Monosacharidy 1 x 6C 1 x 6C DisacharidyDisacharidy 2 x 6C 2 x 6C

Složené (komplexní) sacharidySložené (komplexní) sacharidy PolysacharidyPolysacharidy 10 a více 6C 10 a více 6C

Jednoduché cukryJednoduché cukry MonosacharidyMonosacharidy

Výskyt: Výskyt: ovoce(10 – 12%), med (35%G, ovoce(10 – 12%), med (35%G, 35%F), zelenina, džusy…35%F), zelenina, džusy…

Sladká chuťSladká chuť

GlukózaGlukóza (hroznový, škrobový cukr, (hroznový, škrobový cukr, dextróza) dextróza)

Nejrychlejší zdroj energieNejrychlejší zdroj energie Nezbytná pro mozek a ery (150 g/d)Nezbytná pro mozek a ery (150 g/d)

FruktózaFruktóza (ovocný cukr, levulóza) (ovocný cukr, levulóza) GalaktózaGalaktóza (součást mléčného cukru) (součást mléčného cukru)

          ,

Jednoduché cukryJednoduché cukry Disacharidy Disacharidy

MaltózaMaltóza (sladový cukr) – (sladový cukr) – klíčky obilovin a sladuklíčky obilovin a sladu glukóza + glukózaglukóza + glukóza

SacharózaSacharóza (řepný, třtinový cukr) – (řepný, třtinový cukr) – řepa cukrová, cukrová řepa cukrová, cukrová třtina, třtina,

javorový sirupjavorový sirup - spotřeba 100 – 120 - spotřeba 100 – 120

g/os./dg/os./d - denní příjem max. 10 %- denní příjem max. 10 %

glukóza + fruktózaglukóza + fruktóza

LaktózaLaktóza (mléčný cukr) – (mléčný cukr) – mléko a mléčné produktymléko a mléčné produkty - spotřeba 10 – 30 g/os./d- spotřeba 10 – 30 g/os./d

glukóza + galaktózaglukóza + galaktóza

Složené cukrySložené cukry

PolysacharidyPolysacharidy Stravitelné (amylóza + amylopektin)Stravitelné (amylóza + amylopektin)

Složené z jednotek gluSložené z jednotek glu Škrob – rostlinný Škrob – rostlinný Glykogen - živočišný Glykogen - živočišný Hl. zdroje v potravě: Hl. zdroje v potravě: obiloviny a jejich výrobky obiloviny a jejich výrobky

(mouka, chléb, rýže, těstoviny, kukuřice, oves..), (mouka, chléb, rýže, těstoviny, kukuřice, oves..), brambory, luštěniny, zeleninabrambory, luštěniny, zelenina

Složené cukrySložené cukry PolysacharidyPolysacharidy

Nestravitelné (vláknina) Nestravitelné (vláknina) Částečná až úplná rezistence vúči hydrolýze Částečná až úplná rezistence vúči hydrolýze

trávicími šťávamitrávicími šťávami S výjimkou rozpustné vlákniny, prochází S výjimkou rozpustné vlákniny, prochází

nezměněné tenkým střevemnezměněné tenkým střevem Fermentace enzymy mikroflóry tlustého střeva Fermentace enzymy mikroflóry tlustého střeva

→ MK→ MK 1 g vlákniny = 3 kJ1 g vlákniny = 3 kJ

DDD 25 – 30g poměr R:N 1:3DDD 25 – 30g poměr R:N 1:3 DěleníDělení

RozpustnáRozpustná – pektiny, inulin, fruktooligosacharidy, – pektiny, inulin, fruktooligosacharidy, slizy, gumy, hemicelulózy …slizy, gumy, hemicelulózy …

ovoce, oves, slad, luštěniny, brambory ovoce, oves, slad, luštěniny, brambory Nerozpustná Nerozpustná – celulóza. Lignin, hemicelulózy…– celulóza. Lignin, hemicelulózy… zelenina, otruby, celozrnné výrobkyzelenina, otruby, celozrnné výrobky

Význam vlákniny Význam vlákniny Rozpustná Rozpustná

Částečné rozštěpení v tenkém střevě Částečné rozštěpení v tenkém střevě → gely → zpomalení → gely → zpomalení pasáže v horní části GIT → zvýšení viskozity střevního pasáže v horní části GIT → zvýšení viskozity střevního obsahu → ↓ přístup trávicích šťáv k substrátům, vazba obsahu → ↓ přístup trávicích šťáv k substrátům, vazba miner. látek → ↓ vstřebávání živin a žluč. kyselin, miner. látek → ↓ vstřebávání živin a žluč. kyselin, zpomalení rychlosti resorpce glu, prebiotikum zpomalení rychlosti resorpce glu, prebiotikum

NerozpustnáNerozpustná ↑ ↑ obsah stolice (zředění a vazba toxických látek), zkrácení obsah stolice (zředění a vazba toxických látek), zkrácení

transitního času → omezení resorpce toxických látek, ↓ transitního času → omezení resorpce toxických látek, ↓ vstřebávání některých živinvstřebávání některých živin

Fermentace Fermentace =>=> MK s krátkým řetězcem (acetát, propionát, MK s krátkým řetězcem (acetát, propionát, butyrát)butyrát)== zdroje energie pro kolonocyty (80%), snížení pH zdroje energie pro kolonocyty (80%), snížení pH

=>=> Preventivně x zácpě, polypy a Preventivně x zácpě, polypy a nádory tl. nádory tl.

střeva, žl. kameny, střeva, žl. kameny, snižuje cholesterol v krvisnižuje cholesterol v krvi

Trávení škrobůTrávení škrobů

Dutina ústníDutina ústní škrob – škrob – slinná slinná αα-amyláza (ptyalin)-amyláza (ptyalin) Optim. pH 6,7 Optim. pH 6,7

Žaludek Žaludek Utlumení aktivity ptyalinuUtlumení aktivity ptyalinu

Trávení škrobůTrávení škrobů Tenké střevoTenké střevo

Enzymy slinivky břišníEnzymy slinivky břišní – – pankreatická pankreatická αα-amyláza -amyláza

Hydrolýza 1,4 Hydrolýza 1,4 αα vazby vazby

=>=> maltóza, maltotrióza, polymery glu, maltóza, maltotrióza, polymery glu, αα-limitní dextriny (8 -limitní dextriny (8

glu)glu)

Sliznice tenkého střevaSliznice tenkého střeva – – oligosacharidázyoligosacharidázy Zevní strana kartáčového lemuZevní strana kartáčového lemu αα-limitní dextrináza-limitní dextrináza – – αα-limitní dextriny-limitní dextriny GlukoamylázaGlukoamyláza – maltóza – maltóza =>=> glu glu

- maltotrióza - maltotrióza =>=> gluglu

- polymery - polymery gluglu=>=> glu glu

Trávení Trávení disacharidůdisacharidů

Tenké střevoTenké střevo Sliznice tenkého střevaSliznice tenkého střeva – – disacharidázydisacharidázy

Laktóza Laktóza → → laktáza laktáza =>=> glu a galglu a gal Maltóza Maltóza → → maltáza maltáza =>=> glu a gluglu a glu Sacharóza Sacharóza → → sacharáza sacharáza =>=> glu a fruglu a fru

Nedostatek disacharidáz Nedostatek disacharidáz =>=> průjem, nadýmání, průjem, nadýmání, flatulenceflatulence

Zvýšené množství osmoticky aktivních Zvýšené množství osmoticky aktivních molekul oligosacharidůmolekul oligosacharidů a tvorba plynůa tvorba plynů

Laktáza – aktivita klesá s věkem Laktáza – aktivita klesá s věkem intolerance laktázyintolerance laktázy

Poruchy digesce i resorpce při zánětech Poruchy digesce i resorpce při zánětech

Trávení oligosacharidůTrávení oligosacharidů

Stachyóza, vebaskózaStachyóza, vebaskóza Zastoupeny v luštěnináchZastoupeny v luštěninách Člověk neprodukuje enzymy schopné Člověk neprodukuje enzymy schopné

štěpit oligosacharidyštěpit oligosacharidy =>=> tlusté střevo tlusté střevo =>=> tvorba tvorba

plynů, průjemplynů, průjem Oligosacharidy – rozpustné ve vodě Oligosacharidy – rozpustné ve vodě ↓ ↓ obsahu = několik hod. máčení obsahu = několik hod. máčení

luštěnin ve vodě, klíčení luštěnin ve vodě, klíčení

Vstřebávání sacharidůVstřebávání sacharidů Rychlé – stěnou tenkého střeva Rychlé – stěnou tenkého střeva =>=> v. portaev. portae Resorpce – dřív než se zbytky stravy dostanou do Resorpce – dřív než se zbytky stravy dostanou do

terminálního ileaterminálního ilea Max. rychlost 120 g/hod.Max. rychlost 120 g/hod. Místo vstřebávání – duodenum a proximální jejunumMísto vstřebávání – duodenum a proximální jejunum

Vliv NaVliv Na++ na transport sacharidů na transport sacharidů ↑ ↑ c c NaNa++ na slizničním povrchu bb. na slizničním povrchu bb. → usnadnění vstupu glu do → usnadnění vstupu glu do

bb. a naopakbb. a naopak Společný kontransportSpolečný kontransport

NaNa+ + -- transport dle koncentračního spádu + glu = transport dle koncentračního spádu + glu = sekundárně sekundárně aktivní transport do ICT, usnadněná či prostá difúze do ECTaktivní transport do ICT, usnadněná či prostá difúze do ECT

GalGal - stejný mechanismus - stejný mechanismus FruFru – absorpce nezávislá na Na – absorpce nezávislá na Na++ - pomalejší resorpce- pomalejší resorpce

- usnadněná difúze- usnadněná difúze - část fru - část fru → glu (slizniční bb.)→ glu (slizniční bb.)

Přehled trávení - sacharidyPřehled trávení - sacharidy

Metabolismus sacharidůMetabolismus sacharidů Monosacharidy Monosacharidy → portální oběh → játra→ portální oběh → játra 1. krok v metabolismu glu,fru, gal – fosforylace1. krok v metabolismu glu,fru, gal – fosforylace

Galaktóza → gal-1-P→ glu-1-P (→ glukóza)Galaktóza → gal-1-P→ glu-1-P (→ glukóza) Podíl na syntéze glykogenu, reverzibilní reakcePodíl na syntéze glykogenu, reverzibilní reakce Gal - tvorba glykolipidů, mukoproetinůGal - tvorba glykolipidů, mukoproetinů

Fruktóza → fru-6-P → fru-1,6-diP → Fruktóza → fru-6-P → fru-1,6-diP → → → fru-1-P → dihydroxyaceton a glyceraldehyd → metabol. dráhy fru-1-P → dihydroxyaceton a glyceraldehyd → metabol. dráhy

gluglu glukóza, syntéza glykogenu a TAGglukóza, syntéza glykogenu a TAG

Játra - vysoká schopnost syntézy TAG Játra - vysoká schopnost syntézy TAG

Využití fosfátů hexóz Využití fosfátů hexóz Štěpení jako energetického substrátu v tkáníchŠtěpení jako energetického substrátu v tkáních přeměna na glykogen (játra, kosterní svalstvo)přeměna na glykogen (játra, kosterní svalstvo) Přeměna na MK a triacylglyceroly (TAG) (játra, tuková tkáň) – Přeměna na MK a triacylglyceroly (TAG) (játra, tuková tkáň) –

energetická rezervaenergetická rezerva Minoritní část - metabolizace v pentózovém cyklu, syntéza Minoritní část - metabolizace v pentózovém cyklu, syntéza

glykoproteinů, glykolipidůglykoproteinů, glykolipidů

Metabolismus glukózyMetabolismus glukózy

Glykolýza Glykolýza odbourávání glu za anaerobních podmínek na odbourávání glu za anaerobních podmínek na

pyruvát či laktátpyruvát či laktát zisk energie 2 ATP/ 1 mol gluzisk energie 2 ATP/ 1 mol glu Proces zahrnující několik kroků – viz obr.Proces zahrnující několik kroků – viz obr. Neprobíhá v mitochondriích, ale v cytoplasměNeprobíhá v mitochondriích, ale v cytoplasmě

Pyruvát Pyruvát =>=> acetyl-CoA (nevratná reakce) acetyl-CoA (nevratná reakce) =>=> laktát laktát

=>=> alanin alanin =>=> proteiny proteiny

Cyklus kyseliny citrónovéCyklus kyseliny citrónové Acetyl-CoA Acetyl-CoA =>=> tuky tuky =>=> Krebsův cyklus Krebsův cyklus Krebsův cyklusKrebsův cyklus – oxidace cukrů, tuků i některých – oxidace cukrů, tuků i některých

AMKAMK

Krebsův cyklus Krebsův cyklus =>=> Acetyl-CoA Acetyl-CoA =>=> CO CO22, vodu a , vodu a energiienergii

Aerobní oxidace – 38 mol ATP/1 mol gluAerobní oxidace – 38 mol ATP/1 mol glu

Průběh – mitochondriePrůběh – mitochondrie Vyžaduje přísun OVyžaduje přísun O22

Nefunguje za anaerobních podmínek !!!!!Nefunguje za anaerobních podmínek !!!!!

Metabolismus glykogenuMetabolismus glykogenu

Glykogeneze Glykogeneze tvorba zásobního glykogenu z glu-1-Ptvorba zásobního glykogenu z glu-1-P Kdy? – při nadbytku glukózyKdy? – při nadbytku glukózy Uložení – Uložení – játra (100 g), svaly (300 - 400 g)játra (100 g), svaly (300 - 400 g) Glykogen –zadržuje voduGlykogen –zadržuje vodu

GlykogenolýzaGlykogenolýza rozpad glykogenu rozpad glykogenu Kdy? – při nedostatku gluKdy? – při nedostatku glu Adrenalin (aktivace fosforylázy)Adrenalin (aktivace fosforylázy)

Fyziologický význam Fyziologický význam glukózyglukózy

Glu - nejrychlejší zdroje energieGlu - nejrychlejší zdroje energie Nezbytná pro ery a mozek, nerv. bb.Nezbytná pro ery a mozek, nerv. bb.

Min. potřeba 150 g/24 hod.Min. potřeba 150 g/24 hod. << 150 g/24 hod.150 g/24 hod.=>=> glukoneogeneze, ketogenezeglukoneogeneze, ketogeneze (energie z (energie z

MK, vznik ketolátek, pokud produkce předčí utilizaci MK, vznik ketolátek, pokud produkce předčí utilizaci =>=> ketóza- narušení acidobazické rovnováhy, prevence min. 50 – ketóza- narušení acidobazické rovnováhy, prevence min. 50 – 100 g sach./d )100 g sach./d )

Hl. glukózy v krvi – Hl. glukózy v krvi – glykémie (3,9 – 6,1 mmol/l)glykémie (3,9 – 6,1 mmol/l) Jaterní glukostat – játra udržují konstantní hl. glyJaterní glukostat – játra udržují konstantní hl. gly

HypoglykémieHypoglykémie =>=> ↑ ↑ glukagon, adrenalin glukagon, adrenalin =>=> mobilizace tvorby glu (glykogenolýza)mobilizace tvorby glu (glykogenolýza)

Glu Glu - nelze vytvořit z tuků, pouze z malého množství - nelze vytvořit z tuků, pouze z malého množství glyceroluglycerolu

Hormonální regulaceHormonální regulace Inzulin Inzulin

Produkovaný B-buňkami Langerhansových ostrůvků Produkovaný B-buňkami Langerhansových ostrůvků pankreatu pankreatu

Stimulační účinek na utilizaci gluStimulační účinek na utilizaci glu Regulátor sekrece – hl. glykémie (gly)Regulátor sekrece – hl. glykémie (gly)

↑ ↑ hl. gly hl. gly =>=> ↑ inzulinu ↑ inzulinu =>=> ↑ utilizaci glu do bb. ↑ utilizaci glu do bb.=>=> normalizace normalizace hl. glyhl. gly

Je stimulován také fru, AMK (Arg), glukagonemJe stimulován také fru, AMK (Arg), glukagonem

Glukagon Glukagon Produkovaný A-buňkami Langerhansových ostrůvků Produkovaný A-buňkami Langerhansových ostrůvků

pankreatupankreatu Aktivuje jaterní fosforylázu Aktivuje jaterní fosforylázu =>=> glykogenolýza glykogenolýza => => ↑ hl. ↑ hl.

gly gly

Kortikoidy, katecholaminy, hormony štítné žlázy, Kortikoidy, katecholaminy, hormony štítné žlázy, růstový hormonrůstový hormon

Zisk glukózy za fyziologických Zisk glukózy za fyziologických podmínekpodmínek

Přísun z vnějšího prostředíPřísun z vnějšího prostředí – jednoduché či – jednoduché či složené sacharidy složené sacharidy

Ze zásob – Ze zásob – glykogenglykogen

Glukoneogeneze Glukoneogeneze – z AMK – z AMK Kdy ? - Kdy ? - hladovění, nízký příjem sacharidů, DM, hladovění, nízký příjem sacharidů, DM,

stresstres lze i naopak - transaminace produktů lze i naopak - transaminace produktů

metabolismu glu metabolismu glu → AMK→ AMK

Faktory určující hladinu Faktory určující hladinu glukózyglukózy

Rovnováha mezi množstvím glu vstupující Rovnováha mezi množstvím glu vstupující do krve a množství které krev opouští do krve a množství které krev opouští Příjem sacharidů z potravyPříjem sacharidů z potravy Rychlost vstupu glu do sval. bb., bb. tukové Rychlost vstupu glu do sval. bb., bb. tukové

tkáně a jiných orgánůtkáně a jiných orgánů 5% glu 5% glu → glykogen→ glykogen 30 – 40 % glu → tuk 30 – 40 % glu → tuk (pokud jsou naplněny zásoby (pokud jsou naplněny zásoby

glykogenu)glykogenu) Zbytek → metabolizace ve svalech a jiných Zbytek → metabolizace ve svalech a jiných

tkáníchtkáních Jaterní glykogen za hladovění → glukózaJaterní glykogen za hladovění → glukóza

Déletrvající hladovění → vyčerpání glykogenu Déletrvající hladovění → vyčerpání glykogenu =>=> glukoneogenezeglukoneogeneze

Homeostáza sacharidů při Homeostáza sacharidů při námazenámaze

V klidu a po námaze V klidu a po námaze spotřeba MK kosterním svalstvem spotřeba MK kosterním svalstvem spotřeba glu – mozek spotřeba glu – mozek

Fyzická námahaFyzická námaha =>=> glykogenolýza glykogenolýza =>=> ↑ hl. gly, ↑ hl. gly, postupné postupné snižování při námaze snižování při námaze

=>=> ↑↑ glukoneogeneze, glukoneogeneze, ↓ hl. ↓ hl. inzulinu, inzulinu, ↑ hl. glukagonu a adrenalinu↑ hl. glukagonu a adrenalinu

Po fyzické námazePo fyzické námaze =>=> glukoneogeneze, pokles glukoneogeneze, pokles výdeje výdeje glu z jater (pro doplnění glu z jater (pro doplnění

jaterního glykogenu)jaterního glykogenu) =>=> ↑ hl. inzulinu ↑ hl. inzulinu =>=> podpora podpora

ukládání ukládání glykogenuglykogenu