Biochemie výživy, vitamíny

1. Biochemie výživy, vitamíny Bruno Sopko, Jana Novotná

2. Obsah • Úvod • Makronutrienty • Aminokyseliny, proteiny • Sacharidy • Mastné kyseliny, cholesterol • Regulace příjmu makronutrientů • Mikronutrienty • Vitamíny rozpustné v tucích • Vitamíny rozpustné ve vodě • Minerály

3. Úvod – faktoryovlivňující příjem živin • Energetická a nutriční homeostasa • Exogenní vstupy –Signály prostředí • Metabolické Signály • Endokrinní Signály • Nervové Signály • Geny a interakce genů s prostředím

4. Úvod – positivní a negativní bilance

5. Úvod – fondy (pools)

6. Úvod – transport nutrientů

7. Úvod – transport nutrientů

8. Makronutrienty • Aminokyseliny, proteiny • Sacharidy • Mastné kyseliny, cholesterol • Vláknina

9. Aminokyseliny, proteiny • Trávení, absorpce proteinů • Metabolický obrat bílkovin • Esenciální AK • Meziorgánová kooperace • Transport aminokyselin do buňky • Regulace metabolismu AK - anabolická • Regulace metabolismu AK - katabolická • Vliv AK na sekreci glukagonu a insulinu • Dusíková bilance

10. Trávení, absorpce proteinů

11. Metabolický obrat bílkovin

12. Esenciální aminokyseliny

13. Meziorgánová kooperace

14. Transport aminokyselin do buňky

15. Regulace metabolismu AK - anabolická

16. Regulace metabolismu AK - anabolická

17. Regulace metabolismu AK - katabolická • Glukagon aktivuje fenylalaninovou hydroxylasu cestou adenosine 3′5′-cyclicmonophosphate (cAMP)-dependentní dráhy. • Glukagon aktivuje glutaminasu a glycin štěpící enzym, tento mechanismus je zatím neznámý. • Glukagon a glukokortikoidy indukují thesyntesu řady aminkyselinykatabolizujících enzymů.

18. Regulace metabolismu AK - katabolická

19. Vliv AKna sekreciglukagonu a insulinu

20. Dusíková bilance

21. Sacharidy • Sacharidy - příjem • Sacharidy - regulace

22. Sacharidy - příjem

23. Sacharidy - regulace

24. Mastné kyseliny

25. Cholesterol

26. Regulace • Hormony tukové tkáně • Leptin • Pankreatickéhormony • Hormony GIT

27. Regulace – hormonytukovétkáně

28. Regulace - leptin

29. Regulace – Pankreatickéhormony • Glukagon • Insulin • PankreatickýPolypeptid • Snižuje apetitneznámým mechanismem • Amylin • Snižuje příjem potravy

30. Regulace – hormony GIT Stimulace produkce inzulínu • Ghrelin (produkován hlavně P/D1 buňkami lemující fundus lidského žaludku a epsilon buňkami pankreatu) • apetit-regulující hormon (antagonista leptinu) • sekretagog růstového hormonu • Peptid YY (ileum a tlusté střevo) • potenciálníproabsorbčníhormon • reduktantapetitu • Inkretiny:Glucagon –simulující Peptidy (GLP-1,2) a Glukosa -Dependentní Insulinotropní Peptid Inkretin, GLP 1 Snížení Glc v krvi Inhibice produkce glukagonu Enzym DPP-4 inaktivuje GLP-1 Inhibitory DPP-4 blokují DPP-4 a snižují koncentraci Glc

31. Regulace – hormony GIT • Oxyntomodulin (Parietální buňky - buňky žaludečního epitelu, které sekretují žaludeční kyselinu (HCl) a vnitřní faktor – intrinsicfactor) • tlumí apetit • Cholecystokinin (I-buňky v mukozálním epitelu) • Sekrece trávicích enzymů a žluči z pankreatu a žlučníku • Supresant hladu • Indukuje zvýšenou opiátovou toleranci • Bombesinu - podobné Peptidy • gastrin-uvolňující peptid (GRP) • Neuromedin B (NMB) • Apo A-IV (tenké střevo) • aktivuje lecitin-cholesterol acyltransferasu a cholesterylester přenášející protein in vitro; • Hraje důležitou roli v regulaci apetitu a sytosti při testech na hlodavcích; • projevuje anti-oxidanční a anti-atherogenní vlastnosti in vitro a při testech na hlodavcích; • Moduluje efektivitu enterocytů a hepatického transcelulárního transportu lipidů in vitro. • Enterostatin (tenké střevo pancreatickouprocolipasou) • Redukce sekrece insulinu • zvýšení in sympathetic drive to brownadiposetissue • Stimulace adrenální sekrece kortikosteroidů • iniciuje a pocit plnosti žaludku • Obestatin (produkován ze stejného prohormonu jako ghrelin) • antagonista pro sekreci růstového hormonu a příjmu potravy indukovaných ghrelinem

32. Regulace –hormony

33. Regulace –hormony

34. Mikronutrienty • Vitaminy rozpustné v tucích • Vitamin A • Vitaminy rozpustné ve vodě vitamins • Minerály

35. Interakce mikronutrientů

36. Léčiva ovlivňující využití vitaminů

37. Vliv specifických nutrientů na expresi genů

38. Micronutrienty – vitamíny rozpustné v tucích(A, D, E a K) • hydrofobní sloučeniny, absorbovatelné s lipidy, • transport krví ve formě lipoproteinů nebo navázány na specifické proteiny, • zvýšená pravděpodobnost akumulace, • zvýšená možnost hypervitaminosy

39. Vitamín A Vitamin A - retinol • Biologicky aktivními formami jsou retinoidy: retinol, retinal, kyselina retinová. • Prekurzory – provitaminy, karotenoidy. • V živočišné potravě většinou ve formě esterů – retinol a douhá mastná kyselina (retinylpalmitát) Cyklohexanové jádro a isoprenoidní řetězec

40. Vit. A transport a metabolismus • Estery retinolu → hydrolýza pankreat. enzymy. • Absorpce s účinností 60% -90%. • b-karoten štěpen b-karotendioxy-genasouna retinal. • Střevní buňky → esterifikace retinolu a ten transport chylomikrony. • Remnantschylomikronů → játra→ esterifikace (pokud koncentrace esterů převýší 100 mg, jsou skladovány). • Transport retinolu (retinol-binding protein, RBP) do mimojaterních tkání.

41. Retinol retinal kyselina retinová retinoldehydrogeasa retinaldehyddehydrogenasa Vitamin A a jeho další funkce Transkripce a diferenciace • Kyselina retinová reguluje přepis genů – působí přes jaderný receptor (podobně jako steroidní receptory). • Vazbou na různé jaderné receptory stimuluje (RAR – retinoidacid receptor) nebo inhibuje (RXR- retinoid „X“ receptor) transkripci. Na RAR se váže all-trans-retinová kyselina a na RXR 9-cis-retinová kyselina. • Kyselina retinová je nezbytná pro funkci a udržování epitelových tkání.

42. Retinol Vážící proteiny

43. Metabolické funkcevitamínu A • Vidění • Genová transkripce • Imunitní funkce • Vývoj v embryonálním období a reprodukce • Metabolismus kostní tkáně • Hematopoeza • Metabolismus kůže • Antioxidant

44. Zdrojevitaminu A • mrkev • brokolice • špenát • papája • meruňky • játra • maso • vejce • mléko • mléčné výrobky

45. Vitamín D • Kalciol, vitamin D2 (cholekalciferol) → prekurzor kalcitriolu, D3 (1,25-dihydroxykalciferol). • Reguluje spolu s PTH hladinu vápníku a fosfátů. • Syntéza v kůži (7-dehydrocholesterol) UV zářením → další přeměna v játrech a v ledvinách.

46. Zdroje vitamínu D • Kromě slunění: • ryby různých druhů (losos, makrela sardinky, tuňák, sumec, úhoř), rybí tuk (z jater tresky) • vejce, hovězí játra, houby • Absorbován společně s tuky. Absorpce závisí na přítomnosti žlučových kyselin (všechny nemoci snižující resorpci tuků snižují také resorpci vitaminu D) • Absorpce je pasivní a je ovlivněna obsahem střev (skladbou stravy). • Absorbován společně s mastnými kyselinami s dlouhým řetězcem a je přítomen v chylomikronech v lymfatickém systému.

47. Vitamín E • Existují čtyři tokoferolové (a-, b-, g-, d-) a čtyři tokotrienolové izomery (a-,b-, g-, d-), které mají biologickou aktivitu. • Všechny jsou tvořené chromanolovým kruhem a hydrofóbním fytylovým vedlejším řetězcem. • Nejvyšší biologickou aktivitu vykazuje a-tokoferol.

48. Radikálová řetězová reakce Fosfolipasa A2 superoxiddismutasa Glutathionperoxidasa Katalasa PUFA-H = polynenasycená mastná kyselina PUFA-OO = peroxylový radikál polynenasycených mastných kyselin PUFA-OOH = hydroperoxypolynenasycená mastná kyselina PUFA-OH = hydroxypolynasycená MK Vitamin E jako antioxidant

49. Vitamín E • Absobován v tenkém střevě, příjem je vázán na fungující vstřebávání tuků. • Krví přenášen v lipoproteinech → vychytáván v játrech receptory pro apolipoprotein E. • Navázán na a-tokoferol transportní protein (a-TTP) → přenášen do cílových orgánů (přebytek uložen v adipocytech, ve svalech, játrech). • b-, g- a d-tokoferoly přenášeny do žluče a degradovány.

50. Vitamin E jako antioxidant • Součinnost s vitaminem C → chromanolový kruh s –OH skupinou je natočen do hydrofilní části membrány → na rozhraní vodné a hydrofóbní fáze reaguje s vit. C nebo glutathionem. • Tokoferolový radikál v lipidové části membrány → rozštěpení chromanolového jádra → vznik chinonů a hydrochinonů (nevratné metabolity lipoperoxidace), vit. E se již neobnoví. • Obsah vyšších mastných kyselin značně převyšuje obsah a-tokoferolu → během lipoperoxidace se vit. E rychle vstřebává.