1 / 45

Trávení a metabolismus

Trávení a metabolismus. Milada Roštejnská Helena Klímová. Obr. 1. Proces „vylučování“ [ 1 ]. Obsah (1. část). Zařazení člověka podle metabolismu. Potrava. Osud potravy v lidském těle. Trávení (obecně). Trávení sacharidů. Trávení bílkovin. Trávení triacylglycerolů. Metabolismus.

jarah
Download Presentation

Trávení a metabolismus

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Trávení a metabolismus Milada Roštejnská Helena Klímová Obr. 1. Proces „vylučování“[1]

  2. Obsah (1. část) Zařazení člověka podle metabolismu Potrava Osud potravy v lidském těle Trávení (obecně) Trávení sacharidů Trávení bílkovin Trávení triacylglycerolů Metabolismus Schéma metabolismu Anabolismus a katabolismus Rychlost metabolismu Energetický nadbytek a nedostatek Adenosintrifosfát (ATP)

  3. Obsah (2. část) Metabolismus sacharidů Glykolýza Glykolýza - schéma Aerobní a anaerobní odbourávání pyruvátu Aerobní a anaerobní odbourávání pyruvátu - schéma Metabolismus bílkovin Močovinový cyklus Metabolismus triacylglycerolů Odbourávání mastných kyselin Schéma metabolismu Rozdíly v energetickém výtěžku Vztah metabolismu triacylglycerolů a sacharidů Použitá literatura

  4. Člověk patří mezi chemoorganotrofní aerobní organismy Chemotrofní organismy získávají energii oxidací živin. Chemotrofní organismy využívají chemické reakce jako zdroj energie. O2 potrava voda CO2 Heterotrofní (organotrofní) organismy mají za hlavní zdroj uhlíku jiné organické látky (tuky, bílkoviny, lipidy). Aerobní organismus potřebuje ke svému životu nezbytně kyslík. • Co musí obsahovat naše strava? • Bílkoviny • Sacharidy • Lipidy • Vitaminy a minerální látky • Vodu Obsah stolice moč Obr. 2. Trávicí soustava

  5. Potrava Potrava = vše, co slouží k výživě organismu. Bílkoviny Sacharidy Lipidy Minerální látky a stopové prvky Vláknina Vitaminy Obr. 3. – 8. Různé druhy potravy[1] Obsah

  6. Osud potravy v našem těle Ústní dutina Játra Žaludek Žlučník Slinivka břišní Tlusté střevo Tenké střevo Řitní otvor Obr. 9. Trávicí soustava • Potrava se v ústech žvýká a nakonec se mísí se slinami do vlhké hmoty, které říkáme sousto. Potrava Ústa Obr. 10. Ústa Obsah

  7. Osud potravy v našem těle Ústní dutina Játra Žaludek Žlučník Slinivka břišní Tlusté střevo Tenké střevo Řitní otvor Obr. 9. Trávicí soustava • Sousto v hltanu putuje tzv. peristaltickými pohyby až do jícnu. Pozor někdy se stane, že se spustí peristaltika zpětná neboli zvracení. Potrava Ústa Hltan a jícen Svalová stěna jícnu Kontrahovaný sval Sousto Relaxovaný sval Obsah Obr. 11. Peristaltické pohyby jícnu

  8. Osud potravy v našem těle Ústní dutina Játra Žaludek Žlučník Slinivka břišní Tlusté střevo Tenké střevo Řitní otvor Obr. 9. Trávicí soustava • V žaludku se jeho silné svaly stahují, a dovolují tak rozmačkat a rozdrtit obsah uvnitř na lepkavou a blátivou hmotu, které se říká trávenina (chymus). Zde se také naše potrava setkává s celou řadou enzymů. Potrava Ústa Hltan a jícen Žaludek Obsah Obr. 12. Žaludek

  9. Osud potravy v našem těle Ústní dutina Játra Žaludek Žlučník Slinivka břišní Tlusté střevo Tenké střevo Řitní otvor Obr. 9. Trávicí soustava • Chymus ve dvanáctníku obsahuje částečně strávenou potravu ze žaludku, trávicí šťávy ze slinivky břišní a žluč ze žlučníku. Potrava Ústa Hltan a jícen Žaludek Dvanáctník Obsah

  10. Osud potravy v našem těle Ústní dutina Játra Žaludek Žlučník Slinivka břišní Tlusté střevo Tenké střevo Řitní otvor Obr. 9. Trávicí soustava • Tenké střevo je hlavním místem vstřebávání živin. Potrava Ústa Hltan a jícen Žaludek Dvanáctník Tenké střevo Obr. 13. Tlusté a tenké střevo Obsah

  11. Osud potravy v našem těle Ústní dutina Játra Žaludek Žlučník Slinivka břišní Tlusté střevo Tenké střevo Řitní otvor • V tlustém střevě dochází ke vstřebávání vody (až 90%). Nestrávené zbytky (vláknina, trávicí šťávy, žluč, buňky střevní výstelky, bakterie) tvoří stolici. • 1/3 suché váhy představují bakterie. Obr. 9. Trávicí soustava Potrava Ústa Hltan a jícen Žaludek Dvanáctník Tenké střevo Tlusté střevo Obr. 13. Tlusté a tenké střevo Obsah

  12. Osud potravy v našem těle Ústní dutina Játra Žaludek Žlučník Slinivka břišní Tlusté střevo Tenké střevo Řitní otvor • V tlustém střevě dochází ke vstřebávání vody (až 90%). Nestrávené zbytky se mění na hnědou hmotu (stolice), jejíž 1/3suché váhy představují bakterie produkující methan. Mezi nestrávené zbytky patří i vláknina. Obr. 9. Trávicí soustava Potrava Ústa Hltan a jícen Žaludek Dvanáctník Tenké střevo Tlusté střevo Řitní kanál Obr. 13. Tlusté a tenké střevo Obsah

  13. Trávení Obr. 14. Příjem potravy[1] Během procesu trávení dochází za pomoci hydrolytických enzymů k rozkladu potravy na jednodušší látky. Ty mohou dále sloužit buď jako stavební jednotky pro výstavbu nových sloučenin, nebo mohou být v těle dále odbourávány až na oxid uhličitý, vodu a ostatní odpadní látky. novésloučeniny trávení potrava jednodušší látky CO2, H2O, energie Obsah

  14. Trávení sacharidů Obr. 15. Sacharidy 2[1] Obr. 16. Schéma trávení polysacharidu - škrobu • Trávení je založeno na hydrolytickém štěpení glykosidové vazby. • Produktem trávení • polysacharidů jsou monosacharidy • (glukosa, fruktosa, galaktosa…). Příklad: trávení škrobu • Amylasy štěpí polysacharid škrob postupně na disacharidové jednotky – maltosu. • Maltasa štěpí disacharid maltosu na monosacharid glukosu. Obsah

  15. Trávení bílkovin • Trávení je založeno na hydrolytickém štěpení peptidové vazby. Peptidový řetězec • Výsledkem trávení bílkovin jsou jednotlivé aminokyseliny a kratší peptidové řetězce. H3N+ COO- aminopeptidasa karboxypeptidasa endopeptidasa • Karboxypeptidasy štěpí • bílkoviny od C-konce. endopeptidasa • Aminopeptidasy štěpí • bílkoviny od N-konce. tripeptidasa • Endopeptidasy štěpí • bílkoviny uprostřed řetězce. dipeptidasa dipeptidasa dipeptidasa • Tripeptidasy štěpí tripeptidy • Dipeptidasy štěpí dipeptidy. Obsah Obr. 17. Schéma trávení proteinů

  16. Trávení triacylglycerolů Obr. 18. Lipidy 2[1] • Trávení je založeno na • hydrolytickémštěpeníesterové vazby. mastné kyseliny (v tomto případě se jedná o kyselinu stearovou) triacylglycerol monoacylglycerol (diacylglycerol, resp. glycerol) Enzymy štěpící triacylglyceroly se nazývají lipasy. Produktem trávení jsou mastné kyseliny a monoacylglycerol (diacylglycerol, resp. glycerol). Obsah

  17. Metabolismus Metabolismus jsou všechny chemické procesy, při nichž dochází k přeměně látek(látková výměna) a energií (energetická výměna) v buňkách a živých organismech. Metabolismus v sobě zahrnujepřeměny výše zmíněných produktů trávení na odpadní látky, nebo výstavby nových pro život důležitých sloučenin. Co je metabolit? Metabolit je produkt metabolismu. Obsah

  18. Zažívací trubice Schéma metabolismu Sacharidy Bílkoviny Lipidy Ukládány jako glykogen v játrech Ukládány v pojivové tkáni Ukládány jako tuk v tukové tkáni Trávení Trávení Trávení Monosacharidy Aminokyseliny Mastné kyseliny Pyruvát AcetylCoA Odstranění aminoskupiny Citrátový cyklus Amoniak Obsah Obr. 19. Schéma metabolismu Energie, oxid uhličitý a voda Moč

  19. Anabolismus a katabolismus Látky chemicky jednodušší + energie Anabolismus Katabolismus syntéza rozklad Látky chemicky složitější Anabolické reakce jsou především endergonické(energii spotřebovávají). Katabolické reakce jsou především exergonické(energii uvolňují). Obsah

  20. Rychlost metabolismu Rychlost metabolismu je celkově ovlivňována hormony. Jednotlivé reakce jsou katalyzovány enzymy, a tím jsou urychlovány. Čím je rychlost ovlivněna? • Věkem • Pohlavím • Celkovým stavem organismu • (fyzickým i psychickým) Obr. 20. Fyzická zátěž (Sport) [1] Obr. 21. Proces „vylučování“[1] Obsah

  21. Energetický nadbytek a nedostatek Při nadbytkuenergie (např. při větším příjmu potravy, nedostatku pohybu …) musí tělo energii nějakým způsobem využít, aby se tělo nepřehřálo. Energii organismus využije na tvorbu lipidů, které se ukládají do tukové tkáně, čímž může vzniknout nadváha (otylost). Obr. 22. Nadváha [1] Naopak při nedostatečném příjmu potravy a tím i nedostatečnémpříjmuenergie, musí tělo energii někde získat. Nejprve jsou použity rezervy glykogenu. Při delším hladovění dochází k rozkladu tukových zásob, což může být příčinou podvýživy. Obsah Obr. 23. Příjem potravy[1]

  22. ATP Organismy potřebují stále energii, kterou získávají rozkladem potravy. Tuto energii spotřebují na endergonické reakce. Obr. 24. Dítě[1] Kde organismus energii uchovává? Skladuje ji v tzv. makroergickýchsloučeninách, jejichž rozkladem se získá velké množství energie. Typickým příkladem je tzv. adenosintrifosfát (ATP). Obsah Obr. 25. Molekula ATP

  23. Metabolismus sacharidů Sacharidy slouží jako zdroj rychle uvolnitelné energie. Obr. 26. Sacharidy 2[1] Polysacharidy i oligosacharidy jsou hydrolyticky štěpeny v procesu trávení na monosacharidy. Monosacharidy jsou schopny vstřebávat se střevní stěnou. V naší krvi musí být udržována stálá hladina glukosy (tzv. glykémie). Na regulaci metabolismu glukosy se podílí celá řada hormonů, především insulin a glukagon. Obr. 27. Molekula D-glukosy Obsah

  24. Metabolismus sacharidů Odbourávání monosacharidů probíhá v několika fázích: 1. Fáze glykolýzy 2. Fáze glykolýzy 3. Fáze glykolýzy 4. Aerobní a anaerobní odbourávání pyruvátu Obsah

  25. Glykolýza(přeměna glukosy na pyruvát, probíhá v cytoplasmě) 1. Fáze glykolýzy Převod monosacharidů (glukosy) na D-fruktosa-6-fosfát. Na vznik 1 molekuly D-fruktosa-6-fosfátu z 1 molekuly glukosy je zapotřebí 1 molekula ATP. Obsah Obr. 28. D-fruktosa-6-fosfát

  26. Glykolýza(přeměna glukosy na pyruvát, probíhá v cytoplasmě) 2. Fáze glykolýzy Přeměna D-fruktosa-6-fosfátu na 2x glyceraldehyd-3-fosfát. 2x Opět je zapotřebí 1 molekula ATP. Obsah Obr. 29. Glyceraldehyd-3-fosfát

  27. Glykolýza(přeměna glukosy na pyruvát, probíhá v cytoplasmě) 3. Fáze glykolýzy (dehydrogenace) Přeměna glyceraldehyd-3-fosfátu na pyruvát (anion kyseliny pyrohroznové). Při této fázi se z jedné molekuly triosy celkem uvolní 2 molekuly ATP a jedna molekula NADH. Obsah Obr. 30. Kyselina pyrohroznová

  28. Glykolýza - schéma sacharidy trávení amylasy glukosa ATP ADP glukosa-6-fosfát isomerace fruktosa-6-fosfát ATP ADP fruktosa-1,6-bifosfát 2x glyceraldehyd-3-fosfát 2x (NAD++P) 2x (NADH+H+) 2x 1,3-bisfosfoglycerát 2x ADP 2x ATP 2x 3-fosfoglycerát 2x 2-fosfoglycerát 2x H2O 2x fosfoenolpyruvát 2x ADP Obsah 2x ATP 2x pyruvát

  29. sacharidy Glykolýza - schéma amylasy trávení glukosa ATP ADP glukosa-6-fosfát 1. fáze glykolýzy isomerace Celkový zisk: 2 molekuly ATP 2 molekuly NADH fruktosa-6-fosfát ATP ADP fruktosa-1,6-bifosfát 2. fáze glykolýzy 2x glyceraldehyd-3-fosfát 2x (NAD++Pi+ADP) 2x (NADH+H++ATP) 2x 3-fosfoglycerát 3. fáze glykolýzy 2x ADP 2x (ATP +H2O) 2x pyruvát Obsah

  30. Aerobní odbourávání pyruvátu 1. Aerobní odbourávání pyruvátu (oxidační dekarboxylace pyruvátu) Probíhá za přítomnosti kyslíku. acetylkoenzym A Obsah

  31. Anaerobní odbourávání pyruvátu 2. Anaerobní odbourávání pyruvátu Obr. 31. Fyzická zátěž (Sport) [1] Probíhá při nedostatku kyslíku. A, Tvorba laktátu laktát Ke vzniku laktátu dochází např. při cvičení (bolest svalů). B, Alkoholové (ethanolové) kvašení Alkoholové kvašení způsobují např. kvasinky. Obsah Obr. 32. Alkohol[1]

  32. Aerobní a anaerobní odbourávání - schéma pyruvát aerobní odbourávání anaerobní odbourávání acetylkoenzym A tvorba laktátu alkoholové kvašení citrátový cyklus + dýchací řetězec CO2, H2O + energie laktát ethanol Obsah

  33. Metabolismus bílkovin Bílkoviny jsou pro naše tělo zcela nepostradatelné z mnoha hledisek : Obr. 33. Model hemoglobinu • enzymy • zásobní proteiny (ovalbumin) • transportní proteiny (hemoglobin) • ochranné proteiny (imunoglobulin) • kontraktilní proteiny (myosin) • hormony (insulin) • strukturní proteiny (kolagen) • zásadní zdroj dusíku a esenciálních aminokyselin Obr. 35. Vejce[1] Obr. 34. Bílkoviny [1] Obsah

  34. Metabolismus bílkovin Bílkoviny jsou v procesu trávení hydrolyzovány na aminokyseliny. bílkoviny trávení přeměny aminokyselin aminokyseliny Odbourávání aminokyselin: odstranění aminoskupiny Uhlíkatý skelet (nejčastěji vzniká 2-oxokyselina) se zapojuje do metabolických drah dalších látek. Nejčastěji dochází k přeměně na pyruvát či k tvorbě acetylkoenzymu A. uhlíkatý skelet -NH2 meziprodukty citrátového cyklu pyruvát, acetylkoenzym A močovinový cyklus Aminoskupina se odbourává v močovinovém cyklu, kde se přeměnuje na močovinu. Obsah močovina

  35. Metabolismus bílkovin bílkoviny trávení přeměny aminokyselin aminokyseliny odstranění aminoskupiny Buď dojde k úplnému odbourání v citrátovém cyklu a dýchacím řetězci za zisku energie uhlíkatý skelet amoniak meziprodukty citrátového cyklu pyruvát, acetylkoenzym A nebo dojde k tvorbě sacharidů, lipidů či nových aminokyselin. močovinový cyklus citrátový cyklus + dýchací řetězec tvorba nových látek oxid uhličitý, voda a energie Obsah močovina

  36. Močovinový cyklus Při oxidačním odbourávání aminokyselin by se uvolňoval amoniak, který je pro organismus jedovatý. V lidském těle je amoniak přeměňován na močovinu v močovinovém (ornithinovém) cyklu. Močovinový cyklus začíná tvorbou látky, která se nazývákarbamoylfosfát. karbamoylfosfát aspartát citrulin karbamoylfosfát oxalacetát ornithin argininsukcinát malát fumarát arginin močovina Obsah Obr. 36. Schéma močovinového cyklu

  37. Metabolismus triacylglycerolů Triacylglyceroly (lipidy) tvoří základní stavební jednotky buněčných membrán (tzv. tkáňové lipidy). Jsou také důležitým zdrojem energie (zásobní lipidy). Odbourávání triacylglycerolů začíná v procesu trávení, kdy je triacylglycerol hydrolyzován na mastné kyseliny a monoacylglycerol (diacylglycerol, resp. glycerol). mastné kyseliny triacylglycerol monoacylglycerol Obr. 38. Lipidy[1] Obsah Obr. 37. Lipidy 3[1]

  38. Odbourávání mastných kyselin Aktivace mastných kyselin koenzym A karboxylová kyselina aktivovaná karboxylová kyselina 1. Fáze β-oxidace enoylkoenzym A 2. Fáze β-oxidace hydroxyacylkoenzym A oxoacylkoenzym A Obsah

  39. Odbourávání mastných kyselin 3. Fáze β-oxidace acetylkoenzym A aktivovaná mastná kyselina zkrácená o dva uhlíky Původní řetězec karboxylové kyseliny se vždy zkracuje o dva uhlíky. Celý proces probíhá tak dlouho, dokud se celý řetězec nerozštěpí na acetylkoenzymy A. Acetylkoenzym A je dále oxidován v citrátovém cyklu na vodu a oxid uhličitý. Obsah

  40. Obr. 39. Schéma odbourávání triacylglycerolu triacylglycerol karboxylová kyselina glycerol trávení glykolýza ATP + CoA-SH aktivace mastných kyselin FAD dehydrogenace aktivovaná mastná kyselina AMP FADH2 H2O hydroxyacylCoA enoylCoA enoylCoA NAD+ FADH2 H2O hydratace NADH + H+ oxoacylCoA hydroxyacylCoA FAD NAD+ dehydrogenace aktivovaná mastná kyselina zkrácená o dva uhlíky NADH + H+ oxoacylCoA CoA-SH acetylCoA citrátový cyklus + dýchací řetězec CO2,H2O + energie Obsah

  41. Obr. 39. Schéma odbourávání triacylglycerolu triacylglycerol karboxylová kyselina glycerol trávení glykolýza ATP + CoA-SH aktivace mastných kyselin FAD 1. fáze ß-oxidace aktivovaná mastná kyselina ADP FADH2 H2O hydroxyacylCoA enoylCoA enoylCoA NAD+ FADH2 H2O 2. fáze ß-oxidace NADH + H+ 1. fáze ß-oxidace oxoacylCoA hydroxyacylCoA FAD NAD+ 2. fáze ß-oxidace aktivovaná mastná kyselina zkrácená o dva uhlíky NADH + H+ oxoacylCoA CoA-SH acetylCoA citrátový cyklus + dýchací řetězec CO2,H2O + energie 3. fáze ß-oxidace Obsah

  42. Obr. 40. Schéma celkového odbourávání potravy potrava nestravitelné kousky tuky sacharidy bílkoviny voda minerální látky vitaminy trávení mastné kyseliny + glycerol monosacharidy aminokyseliny hormonů tvorba alkaloidů pyruvát barviv dusíkatých zásad 2-oxokyseliny -NH3+ acetylkoenzym A citrátový cyklus + dýchací řetězec močovinový cyklus močovina nestravitelné kousky CO2,H2O, energie Obsah pryč z těla jako odpadní látky

  43. Rozdíly v energetickém výtěžku Obsah

  44. Vztah metabolismu triacylglycerolů a sacharidů potrava Triacylglyceroly i sacharidy jsou odbourávány na acetylkoenzym A. tuky sacharidy Acetylkoenzym A může být oxidován v citrátovém cyklu a dýchacím řetězci až na oxid uhličitý a vodu. K tomu dochází, pokud buňka potřebuje energii (tzn. koná-li organismus práci). mastné kyseliny + glycerol monosacharidy pyruvát Má-li buňka dostatek energie, může být acetylkoenzym A využit jako stavební jednotka pro syntézu mastných kyselin. laktát acetylkoenzym A citrátový cyklus + dýchací řetězec Ze sacharidů tedy mohou vznikat triacylglyceroly, které se ukládají do tukových tkání. Obr. 43. Vztah metabolismu triacylglycerolů a sacharidů CO2,H2O, energie Obsah

  45. Použitá literatura Převzaté obrázky: [1]Domácí lékař od A do Z. Překlad: Ulrich, A. Praha: IMP s. r. o. (obr. 1, 3 - 8, 14, 15, 18, 20-24, 26, 31, 32, 34, 35, 37, 38) Ostatní použitá literatura: [2] ALBERTS, B. a kol. Základy buněčné biologie. Ústí nad Labem: Espero Publishing, 1997. [3]VOET, D. – VOETOVÁ, J., G. Biochemie. Praha: Victoria Publishing, 1995. [4] BURNIE, D. Stručná encyklopedie lidského těla. Talentum, 1996. [5] LŐWE, B. Biochemie. Bamberg, C.C.: Buchners Verlag, 1989. [6]SOFROVÁ, D. – TICHÁ, M. a kol. Biochemie – základní kurz. Praha: skripta UK, 1993. [7]KARLSON, P. – GEROK, W. – GROSS, W. Pathobiochemie. Praha: Academia, 1987. [8]KARLSON, P. Základy biochemie. Praha: Academia, 1981. [9] KUBIŠTA, V. Buněčné základy životních dějů. Praha: Scientia, 1998. [10] Lidské tělo. Překlad: Hořejší, J. – Prahl, R. Bratislava: GEMINI, 1992. Ilustrace Markéta Roštejnská: obr. 2, 9, 10, 11, 12 a 13 Obsah

More Related