Biochémia hraničná vedná disciplína. Chemické deje. Podstata základných životných procesov Metabolizmus, rast, pohyb, dráždivosť, rozmnožovanie

Σχετικά έγγραφα
Citrátový cyklus a dýchací reťazec. Kristína Tomášiková

METABOLIZMUS FRUKTÓZY A GALAKTÓZY REGULÁCIA METABOLIZMU SACHARIDOV

1. Hlavné látky, v podobe ktorých sa privádza glukóza do organizmu:

METABOLIZMUS prednáška z fyziológie pre študentov zubného lekárstva

16. Reakcia glukóza + ATP glukóza-6-fosfát + ADP a) predstavuje reakciu aktivácie glukózy pred jej vstupom do glykolýzy

Živá hmota chemické zloženie. Biológia živočíšnej produkcie Katedra fyziológie živočíchov

KATABOLIZMUS LIPIDOV BIOCHÉMIA II TÉMA 05 DOC. RNDR. MAREK SKORŠEPA, PHD.

KATEDRA BUNKOVEJ A MOLEKULÁRNEJ BIOLÓGIE LIEČIV

BIOCHÉMIA II KATEDRA CHÉMIE, FAKULTA PRÍRODNÝCH VIED, UNIVERZITA MATEJA BELA BANSKÁ BYSTRICA CITRÁTOVÝ CYKLUS TÉMA 03 DOC. RNDR. MAREK SKORŠEPA, PHD.

KATABOLIZMUS SACHARIDOV GLYKOLÝZA MOŽNOSTI METABOLIZÁCIE PYRUVÁTU

METABOLIZMUS A VÝŽIVA MIKROORGANIZMOV

Biochemické zmeny v organizme človeka v procese starnutia

Voľné radikály a poškodenie pečene. Reaktívne radikály a pečeň. Voľné radikály. Zdroje reaktívnych radikálov v pečeni

Nukleové kyseliny. Nukleové kyseliny sú polymérne reťazce pozostávajúce z monomérov, ktoré sa nazývajú nukleotidy.

Omega-3 a omega-6 polynenasýtené mastné kyseliny pri diabete

Centravit postnatal Doplnok stravy Vitamíny a minerály pre mamičky po pôrode

Nukleové kyseliny a proteosyntéza

Návod na vyplnenie hárku. Test 100

Deti školského veku roky. Deti - vek batolivý/ predškol. roky chlapci dievčatá študujúci zvýš.fyz. aktivita 1,6 1,7 1,5 1,3 1,0

Ústav lekárskej chémie, biochémie a klinickej biochémie, Univerzita Komenského Lekárska fakulta Bratislava 2017

Význam tukov vo výžive

Μεταβολισμός Βασικές Έννοιες

VITAMÍNY a KOENZÝMY INGRID ŽITŇANOVÁ

Zmeny potravín počas skladovania a prepravy

Základy chémie živých sústav pre biomedicínsku fyziku

2. Teoretické východiska k téme Lipidy. 2.1 Chémia lipidov

M O N I T O R 2002 pilotné testovanie maturantov MONITOR Chémia. 2. časť. Realizácia projektu: EXAM, Bratislava. (2002) Štátny pedagogický ústav

Ústav lekárskej a klinickej biochémie a LABMED a.s., Lekárska fakulta, Univerzita Pavla Jozefa Šafárika, Košice

Vyhlásenie o parametroch stavebného výrobku StoPox GH 205 S

Základné poznatky molekulovej fyziky a termodynamiky

SLOVENSKÁ POĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITA V NITRE FAKULTA AGROBIOLÓGIE A POTRAVINOVÝCH ZDROJOV KATEDRA GENETIKY A ŠĽACHTENIA RASTLÍN

Praktikum z biochémie 2. vydanie, Sedlák, Danko, Varhač, Paulíková, Podhradský, VITAMÍNY

PREDPOKLADY ÚČINNOSTI ADAPTAČNÝCH PROCESOV ORGANIZMU hráčov ľadového hokeja pri rozvoji špeciálnej trénovanosti

Příloha č. 1 etiketa. Nutrilon Nenatal 0

Inkrementy na výpočet chemických posunov protónov >C=CH substituovaných alkénov

Chemická a biologická bezpečnosť potravín a analýza potravín. Mária Takácsová, Ivona Paveleková

Αντιδράσεις οξειδωτικού μέρους. Μη οξειδωτικές αντιδράσεις ΔΡΟΜΟΣ ΤΩΝ ΦΩΣΦΟΤΙΚΩΝ ΠΕΝΤΟΖΩΝ. 6-Ρ γλυκόζη. 5-Ρ ριβουλόζη

pre 3. ročník gymnázia so štvorročným štúdiom a 7. ročník gymnázia s osemročným štúdiom Jarmila Kmeťová Marek Skoršepa Mária Vydrová

ORGANICKÁ CHÉMIA Pre BMF

VESTNÍK V Ý N O S. Ministerstvo pôdohospodárstva Slovenskej republiky. z 19. októbra 2009 č. 1482/ ,

Antiport membránový transport, pri ktorom sa prenášajú dva rôzne ióny (malé molekuly) v navzájom opačnom smere. Apoplast neživý voľný priestor

Γλυκόζη. Ανασκόπηση μεταβολισμού υδατανθρακών ΗΠΑΡ. ΤΡΟΦΗ Γλυκόζη. Κυκλοφορία. Κυτταρόπλασμα ΓΛΥΚΟΓΟΝΟ. Οδός Φωσφ. Πεντοζών.

Matematika Funkcia viac premenných, Parciálne derivácie

HASLIM112V, HASLIM123V, HASLIM136V HASLIM112Z, HASLIM123Z, HASLIM136Z HASLIM112S, HASLIM123S, HASLIM136S

NUKLEÁRNE RECEPTORY A MOŽNÉ METABOLICKÉ PORUCHY

ORGANICKÁ CHÉMIA Pre zubné lekárstvo

Účinky glukokortikoidov

do organizmu. Pri nesprávnom metabolizme vitamínov alebo aj nedostatočného prijímania vitamínov v potrave sa môžu vyskytnúť problémy.

100626HTS01. 8 kw. 7 kw. 8 kw

Klasifikácia látok LÁTKY. Zmesi. Chemické látky. rovnorodé (homogénne) rôznorodé (heterogénne)

Regenerácia ako životne dôležitá zručnosť. PaedDr. Vlado Zlatoš, PhD.

METABOLIZEM OGLJIKOVIH HIDRATOV

Chémia NÁRODNÉ POROVNÁVACIE SKÚŠKY MARCA 2017

vychádza zo šiesteho uhlíkového atómu od koncovej metylovej skupiny. Podobne kyselina linolénová(cis,cis,cis,-9,12,15-oktadekatriénová) H 3C-CH 2

Start. Vstup r. O = 2*π*r S = π*r*r. Vystup O, S. Stop. Start. Vstup P, C V = P*C*1,19. Vystup V. Stop

3. Striedavé prúdy. Sínusoida

DOLOČANJE)ENCIMSKE)AKTIVNOSTI)V)KLINIČNE)NAMENE)

Ništiar, F., Rácz, O., Beňačka, R.: POSTAVENIE PATOFYZIOLÓGIE V ZUBNOM LEKÁRSTVE

CHEMICKÁ OLYMPIÁDA. Študijné kolo RIEŠENIE A HODNOTENIE TEORETICKÝCH A PRAKTICKÝCH ÚLOH. 49. ročník, školský rok 2012/2013. Kategória EF, úroveň F

Základy zdravej výživy. Ivona Paveleková, Viera Peterková, Jana Fančovičová, Alfréd Trnka

Praktikum z biochémie 2. vydanie, Sedlák, Danko, Varhač, Paulíková, Podhradský, 2007

Výživová hodnota stravy. Biologická hodnota potravín Energetická hodnota potravín

Oxidačný stres v nádorových ochoreniach

Vybrané kapitoly genetiky pre lesníkov

Odlíšte od seba molekuly prvkov a zlúčenín a pomenujte chemické zlúčeniny.

b. Kyslé (obsahujú viac COOH skupín), c. Zásadité (obsahujú viac - NH 2 skupín).

ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΘΕΜΑΤΩΝ. + HCO 3 c c c (1) - +

Lucia Andrezálová Ústav lekárskej chémie, biochémie a klinickej biochémie

Cytológia. Veda o bunke

ZÁKLADY KLINICKEJ ENZYMOLÓGIE

TECHNICKÁ UNIVERZITA VO ZVOLENE. Prof. Ing. Dušan Gömöry, DrSc. GENETIKA

Cytológia. Veda o bunke

Obvod a obsah štvoruholníka

Kontrolné otázky na kvíz z jednotiek fyzikálnych veličín. Upozornenie: Umiestnenie správnej a nesprávnych odpovedí sa môže v teste meniť.

Pomoc ženám v menopauze alebo ešte skôr výživový doplnok správne molekuly v správnych množstvách

6. ΤΕΛΙΚΗ ΙΑΘΕΣΗ ΤΑΦΗ Γενικά

Ekvačná a kvantifikačná logika

CHE NÁRODNÉ POROVNÁVACIE SKÚŠKY APRÍLA Dátum konania skúšky: 28. apríla Max možné skóre: 30 Počet riešitelov testa: 303

CHÉMIA Ing. Iveta Bruončová

CIEĽOVÉ POŽIADAVKY NA VEDOMOSTI A ZRUČNOSTI MATURANTOV Z CHÉMIE

Rozsah hodnotenia a spôsob výpočtu energetickej účinnosti rozvodu tepla

Sacharidy karbohydráty - hydráty uhlíka, uhľohydráty, glycidy

Aminokiseline. Anabolizam azotnihjedinjenja: Biosinteza aminokiselina, glutationa i biološki aktivnih amina

(Úradný vestník Európskej únie L 136 z 25. mája 2012)

Nesprávne výživové návyky. srdcovo - cievne ochorenia. diabetes osteoporóza

ŠKOLSKÁ HYGIENA A PRIMÁRNA PREVENCIA DROGOVÝCH ZÁVISLOSTÍ

SUBSTRÁTY ALBUMÍN Albumín zaberá % celkových plazmatických proteínov

Od zavedenia nemliečnych príkrmov do konca batoľacieho veku

ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ Γ ΤΑΞΗ


Význam železa pre ľudský organizmus. Jana Strigáčová

Prechod z 2D do 3D. Martin Florek 3. marca 2009

AerobTec Altis Micro

32. VYBRANÉ ČASTI PATOFYZIOLÓGIE ENDOKRINNÉHO SYSTÉMU. Ján Hanáček

OSTEOARTRITÍDA. - vek - pohlavie. Chronická degeneratívna artropatia Najčastejší typ artritídy Hlavné rizikové faktory. - obezita Prevalencia %

3 BIOLOGICKÉ MATERIÁLY

ΧΗΜΕΙΑ - ΒΙΟΧΗΜΕΙΑ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ (ΚΥΚΛΟΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΚΑΙ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ) 2004

Návrh vzduchotesnosti pre detaily napojení

ÚVOD DO MIKROBIOLÓGIE

«Σχηματισμός αμυλοειδούς-τύπου πρωτεϊνών και επασβέστωση της αορτικής βαλβίδας»

Transcript:

BIOCHÉMIA

Biochémia hraničná vedná disciplína Chemické deje Podstata základných životných procesov Metabolizmus, rast, pohyb, dráždivosť, rozmnožovanie

Biochémia vedy o športe 30. roky 20. storočia Laktát, kreatínfosfát, ATP Vplyv telesného zaťaženia na živočíšne organizmy Zmeny v pracujúcich svaloch Hormonálna regulácia telesného zaťaženia

ZÁKLADY BIOCHÉMIE Chemické zlúčeniny nízkomolekulové monoméry makromolekulové - polyméry Chemické prvky a ich väzbové vlastnosti Makroergické väzby 20-50 kj.mol -1 ~

Makroergické väzby Difosfátová ATP (GTP, UTP) Enolfosfátová fosfoenolpyrohroznová Acylfosfátová - k.1,3 bisfosfoglycerová Guanidínfosfátová CrP Tioesterová acetyl KoA

Funkčné skupiny R C = O l OH -COOH karboxylová skupina R-C =O aldehydová skupina I H

R-C =O I ketoskupina=oxo R R NH 2 aminoskupina R-OH hydroxylová skupina

Reakcie v živých systémoch Energetická bariéra bráni prebehnutiu reakcie Látky reagujú pri presne stanovených reakčných podmienkach Katabolické reakcie exergonické Syntetické reakcie endergonické katalyzátory enzýmy znižujú aktivačnú energiu

Oxidačno - redukčné reakcie Spôsoby oxidácie látok: Oxidácia odovzdávanie elektrónov (odovzdávanie vodíkov) Oxidácia - dehydrogenácia Redukcia prijímanie elektrónov (prijímanie vodíkov hydrogenácia) A + XH 2 AH 2 + X

Biochemické reakcie Reakčné celky substrát Produkt Enzým Smer obojstranný vratné Konečný produkt metabolická dráha Metabolický cyklus

Biologické zlúčeniny A: Cukry B: Tuky C: Bielkoviny D: Vitamíny E: Enzýmy F: Hormóny G:Nukleotidy

Sacharidy (glycidy, cukry) Energetické látky Produkty fotosyntézy 6CO 2 + 6 H 2 O 6 O 2 + C 6 H 12 O 6 Polyhydroxidy aldehydov a ketónov Najjednoduchší 3C Glyceraldehyd predlžovanie C reťazca Spájanie navzájom glykozidové väzby

Lipidy Estery alkoholov a vyšších karboxylových kyselín Tuky estery glycerolu a VKK Zložené lipidy (k. fosforečná, cukry) VKK párny počet C (jednoduché i dvojité väzby) Nasýtené nenasýtené - niektoré esenciálne Úloha zdroje energie, mechanická a tepelná ochrana, membrány

Bielkoviny Stavebnými jednotkami sú aminokyseliny peptidové väzby medzi C - OH a H- N II I O H Biologické funkcie: Enzýmová katalýza Koordinovaný pohyb Transport a uskladňovanie Mechanická podpora Imunitná ochrana Regulácia biochemických pochodov (Zdroj energie)

Vitamíny Nízkomolekulové látky v stopových množstvách pre rast a funkcie Rozpustné vo vode hlavne B súčasť štruktúr koenzýmov C oxidoredukčné deje

Rozpustné v tukoch A, D, E, K A z β karoténu význam pre zrak D metabolizmus Ca E významný antioxidant K - zrážanie krvi Hypo hypervitamióza metabolické poruchy

Enzýmy Vysokomolekulové katalyzátory biochemických reakcií Zníženie aktivačnej energie Vysoká špecificita Mechanizmus účinku - prechodný komplex substrát - enzým Aktívne miesto zámka (enzým) kľúč -substrát

Rýchlosť ovplyvňuje : ph teplota Koncentrácia E a S Aktivátory a inhibítory Mg, Ca, Mn, Cl Ťažké kovy Hg, Pb, Cu enzýmové jedy

Kofaktory Súčasť molekuly enzýmov nizkomolekulové nebielkovinové Koenzým Kofaktory oxidoreduktáz - NAD, NADP FMN, FAD súčasťou je vitamín B Kofaktory transferáz ATP, koenzým A

Názvoslovie enzýmov Typ reakcie áza Oxidoreduktázy Transferázy prenos skupín Hydrolázy Izomerázy priestorové a štrukturálne premeny Syntetázy -

Nukleové kyseliny a nukleotidy NK - informácie k existencii bunky V jadre chromozómy Sú tvorené z nukleotidov Nukleotid: 1. 5C cukor ribóza, dezoxyribóza 2. dusíkatá báza (adenín, guanín, cytozín, tymín, uracyl) 3. k. fosforečná Nukleozid: báza + sacharid (adenozín, guanozín, tymidín, cytidín, uridín)

DNA DNA nositeľ genetickej informácie pre priebeh všetkých životných procesov -zakódovanej v sekvencii nukleotidov Dezoxiribóza + A,G,C,T Poradie nukleotidov určuje poradie AK v bielkovinách Úsek kóduje 1 bielkovinu gén genóm Primárna, sekundárna a terciárna štruktúra

RNA Ribóza + A,G,C,U m RNA informačná prenáša genetickú informáciu z jadra do cytoplazmy t RNA prenos AK na ribozómy pri syntéze bielkovín r RNA vytvára štruktúru ribozómov

Nukleotidy Stavebná zložka NK Voľné ATP primárny zdroj energie v bunke 2 vysokoenergické väzby makroergické Hydrolýzou veľké množstvo energie GDP, GTP Cyklické nukleotidy c AMP Nukleotidové koenzýmy NAD, NADP, FAD, FMN, koenzým A

METABOLIZMUS SACHARIDOV Hlavný energetický zdroj oxidácia Zásobná forma glykogén Zdroj uhlíka pre syntézu lipidov a uhlíkovej kostry aminokyselín

Štruktúra glykogénu

Potrava denný príjem 500g Polysacharidy škrob, glykogén Disacharidy sacharóza (30%) laktóza (10%) Monosacharidy glukóza, fruktóza Dominantný zdroj škrob (60%) zemiaky, obiloviny

Glukóza najdôležitejší sacharid pre bunky Využitie v troch hlavných metabolických cestách: 1. Syntéza glykogénu 2. Glykolýza 3. Pentózový cyklus

Metabolizmus glykogénu Syntéza Odbúranie Regulácia Pečeň(10% hmotnosti) a svaly (1% hmotnosti)

Funkcia pečeňového glykogénu Dopĺňanie glukózy do krvného riečiska Štiepenie tvorba (podľa hladiny glukózy v krvi)

Využitie svalového glykogénu Je zdrojom energie iba pre svalovú bunku Nemôže sa využiť na zvýšenie hladiny krvnej glukózy! (chýba enzým glukóza 6- fosfatáza)

Syntéza glykogénu Glukóza Pred vstupom do pochodov syntézy fosforylácia (hexokináza) glukóza 6- fosfát (ATP) Premena na glukóza 1-fosfát Reakcia s UTP- UDPG Lineárne časti glykogénsyntáza Vetvenie vetviaci enzým

Odbúranie glykogénu 1. Vstup H 3 PO 4 a štiepenie glykozidovej väzby α1-4 Vznik G 1-fosfátu (glykogénfosforyláza) Premena na G-6 fosfát Štiepenie na G a P (G 6-fosfatáza) len v pečeni!

Regulácia metabolizmu glykogénu Glykogén základný energetický substrát, základná rezerva glukózy Tvorba degradácia glykogénu podľa potrieb organizmu Štiepenie glykogénu: A) pokles hladiny glukózy B) potreba mobilizovať energetické rezervy Syntéza glykogénu pri dostatočnom príjme

Kontrola metabolizmu glykogénu hormóny: GLUKAGÓN (pečeň), ADRENALÍN (sval) INZULÍN

Inzulín - glykogenosyntézu Glukagón a adrenalín glykogenolýzu Glukagón a adrenalín aktivujú fosforylázu inhibujú syntázu

Prostredníctvom proteínkináz spustenie kaskádovej fosforylácie enzýmov Fosforylovaná syntáza neaktívna Fosforylovaná fosforyláza aktívna Adrenalín a glukagón glykogenolýza

Inzulín defosforylácia syntázy a fosforylázy Stimulácia syntézy a inhibícia odbúrania

Metabolická regulácia tvorby a degradácie glykogénu Pokles glukózy spojený s poklesom ATP a vzostupom AMP AMP aktivuje fosforylázu zvýšená degradácia glykogénu (ATP tento účinok odstraňuje)

Glykolýza Základná metabolická cesta odbúrania glukózy v bunkách Za aeróbnych podmienok konečný produkt pyruvát Za anaeróbnych podmienok konečný produkt laktát

3 fázy: 1. a) aktivácia (glukóza 6-fosfát) b) izomerácia (fruktóza 6-fosfát) c) vznik 2 trióz 3-fosfoglyceraldehyd dihydroxiacetónfosfát

2. fáza oxidoredukčná reakcia 1,3 bisfosfoglycerát (NAD + NADH + H + ) Vznik ATP substrátovou fosforyláciou 3-fosfoglycerát

3.fáza 2-fosfoglycerát fosfoenolpyruvát Substrátová fosforylácie ATP enolpyruvát pyruvát

Glykolýza za aeróbnych a anaaeróbnych podmienok Aeróbne podmienky vo väčšine buniek (výnimka kostrový sval, Ery) K zabezpečeniu glykolýzy nevyhnutná REGENERÁCIA koenzýmu NADH oxidácia Za aeróbnych podmienok v mitochondrii terminálna oxidácia za anaeróbnych podmienok - redukciou pyruvátu vznik laktátu

Energetická bilancia glykolýzy Sumárna reakcia: anaeróbne podmienky: C 6 H 12 O 6 2 C 3 H 6 O 3 + 2 ATP+ 2 H 2 O V 1. fáze spotreba 2 ATP -2 ATP 2x vytvorenie 2 ATP +4 ATP +2 ATP

Aeróbne pomienky: C 6 H 12 0 6 2 C 3 H 4 O 3 +2NADH +H+ 2 ATP +2H 2 O Bilancia: po pyruvát 2 ATP 2x NADH 2x3 = 6 ATP 8 ATP Po prechode pyruvátu do mitochondrie Krebsov cyklus spolu čistá bilancia z 1 mol glukózy - 38 mol ATP

Energetická bilancia glykolýzy 2x1 NADH 2...6 ATP 2 ATP po pyruvát...2 ATP Pyruvát - Acetyl CoA... 2 NADH 2 = 6 ATP Krebsov cyklus 2x12 24 ATP 38 ATP

Glukoneogenéza Glukóza základný (pre niektoré bunky jediný) zdroj energie Glukoneogenéza syntéza glukózy z : Pyruvátu Oxalacetátu Pečeň (obličky) 2 základné zdroje: laktát aminokyseliny

Aminokyseliny deaminačné a transaminačné reakcie Tuky malý význam pre tvorbu glukózy: Premena pyruvátu na acetylkoa je nevratná! Iba glycerol

Reakcie glukoneogenézy Obrátená cesta glykolýzy, rovnaké enzýmy 3 nevratné reakcie glykolýzy iné enzýmy okrem: pyruvát fosfoenolpyruvát fruktóza 1,6 bisfosfát fruktóza 6-fosfát glukóza 6-fosfát glukóza

1. pyruvát fosfoenolpyruvát a) karboxylácia na oxalacetát b) fosforylácia na fosfoenolpyruvát (cez malát)

2. fruktóza 1,6- bisfosfát - fruktóza 6-fosfát (fruktóza 1,6 bisfofatáza) hydrolytické odštiepenie fosfátu 3. glukóza 6-fosfát glukóza (glukóza 6-fosfatáza)

Udržiavanie fyziologickej koncentrácie glukózy v krvi Funkcie pečene Pokles glukózy štiepenie glykogénu glukoneogenéza Vzostup glukózy- syntéza glykogénu glykolýza premena na tuky

Coriho cyklus Laktát - sval krv pečeň Vznik pyruvátu oxidáciou Z pyruvátu glukoneogenézou glukóza Glukóza pečeň krv -sval

Pentózový cyklus Oxidácia glukózy Oxidácia a dekarboxylácia glukózy-vznik pentóz Vzájomná premena pentóz vznik hexóz Význam : Tvorba redukovaných koenzýmov NADPH (hydroxylačné a detoxikačné reakcie a syntetické pochody) Tvorba pentóz pre nukleové kyseliny

Cyklus trikarboxylových kyselín Krebsov cyklus Citrátový cyklus

Najvýznamnejší cyklus produkujúci energiu - v mitochondriách Substráty vstupujú do K. cyklu vo forme acetyl KoA Substráty podliehajú oxidácii, vzniká energia vo forme ATP

Začiatok i koniec cyklu k. oxaloctová k.oxaloctová... 4C acetyl KoA + 2C CO 2-2C

Elektróny sú prenášané na NAD a FAD Postupne prechádzajú na O 2 (elektrón transportný reťazec) V procese oxidatívnej fosforylácie vzniká z ADP - ATP

Reakcie Krebsovho cyklu 1. AcetylKoA+ oxaloacetát citrát 2. Izomerizácia izocitrát 3. Oxidácia oxoglutarát (NADH, CO 2 ) 4. Oxid.dekarboxylácia sukcinylkoa (NADH, CO 2 )

5. Štiepenie sukcinát fosforylácia GDP-GTP 6. Oxidácia fumarát (FADH 2 ) 7. + H 2 O malát 8. Oxidácia oxalát (NADH)

Energetická bilancia Krebsovho cyklu (Acetyl CoA) 3x NADH 2... 3x 3 ATP = 9 ATP 1x FADH 2... 1x 2 ATP = 2 ATP 1x GTP (= 1 ATP) 1 ATP 12 ATP

Lipidy Estery alkoholov a vyšších karboxylových kyselín Tuky estery glycerolu a VKK k. fosforečná, cukry fosfolipidy, glykolipidy lipoproteíny VKK párny počet C (jednoduché i dvojité väzby) Nasýtené nenasýtené Niektoré esenciálne

Triacylglyceroly (neutrálne tuky) Estery glycerolu a VKK Metabolizmus VKK β - oxidácia 2C zvyšky k. octovej + KoA- AcetylKoA Transport VKK do mitochodnrií - karnitín

Energetická bilancia: Každý cyklus β-oxidácie 1 mol FADH 2, 1 mol NADH 2, 1mol acetylkoa a 1 acylkoa Príklad k. palmitová 16 C 8 x 2C - 7x cyklus

7 NADH 2-7x3 +21 7 FADH 2-7x2 +14 8 AcetylKoA v K. cykle 8x12 +96 +131 ATP aktivácia k. palmitovej - 1 +130 ATP

Syntéza VKK z AcetylKoA Zdroje : Cukry, tuky, AK Syntéza VKK v cytozole acetyl KoA oxidačnou dekarboxyláciou pyruvátu β-oxidáciou VKK

1. Karboxylácia AcetylKoA malonyl KoA 2. postupné spájanie a redukcia 2C zvyškov Predlžovanie reťazca obrátené reakcie β- oxidácie s výnimkou redukcie (nie FAD ale NADPH)

Význam acetylkoa v metabolizme 2C zvyšok k. octovej aktivovaná k. octová Metabolizácia 2C zvyškov z oxidácie cukrov, tukov a bielkovín Strata špecifickosti molekúl, z ktorých vzniká Oxidácia C- CO 2 Oxidácia H 2 H 2 O K.cyklus spoločná metabolická dráha hlavných zdrojov energie

Využitím acetylkoa v K. cykle rozhodujúca časť energetického zisku 1 mol glukózy 38 mol ATP, z toho 24 z K. cyklu 1 mol k. palmitovej 130 mol ATP, z toho 96 z K. cyklu hlavne oxidovaním redukovaných NADH a FADH 2 terminálna oxidácia + oxidačná fosforylácia

Intermediáty K. cyklu K. cyklus spája metabolizmus cukrov, tukov a bielkovín a umožňuje vzájomné premeny

Vznik acetylkoa 1. tuky: β-oxidácia VKK 2. cukry: oxidačná dekyrboxylácia pyruvátu 3. AK: ketogénne priamo glukogénne cez glukózu

Využitie acetyl KoA 1. K. cyklus na CO 2 a H 2 O + energia 2. syntéza VKK 3. tvorba ketolátok Podiel tvorby acetyl KoA z jednotlivých živín závisí od potravy a práce Bielkoviny význam najmä pri vyčerpaní glykogénových zásob

Posúdenie miery využívania cukrov a tukov C 6 H 12 O 6 + 6 O 2 6 CO 2 + 6 H 2 O RQ= CO 2 O 2 RQ cukry =1 Energetická hodnota množstvo energie spálením 1g látky Cukry : 4,1 kcal (17,2 kj)

Energetický ekvivalent kyslíka množstvo energie pri využití 1 litra kyslíka Cukry: 5, kcal (20,6 kj) Obmedzené zásoby

2 C 51 H 98 O 6 + 145 O 2 102 CO 2 + 98 H 2 O RQ tuky = 0,7 Energetická hodnota: 9 kcal (37,9 kj) Energetický ekvivalent kyslíka: 4,7 kcal (19,7 kj)

Čim vyššia intenzita, tým vyšší podiel cukrov Čim väčšia dĺžka trvania, tým vyšší podiel tukov

Regulácia využitia glukózy Glukóza pre väčšinu tkanív hlavný zdroj acetyl KoA CNS Fyziologická hladina glukózy: 3,3-5,6 mmol/l Neurohumorálna katecholaminy Hormonálna glukagón a inzulín

Situácia: glukóza znížená Potreba: zvýšiť glukózu Mechanizmy: 1. Zvýšiť prívod z GIT 2. Glykogenolýza v pečeni 3. tvorba z necukrových látok - glukoneogenéza

Situácia: glukóza zvýšená Potreba: znížiť glukózu Mechanizmy: 1.zvýšiť oxidáciu glukózy glykolýza a pentózový cyklus 2.inhibovať glukoneogenézu 3. zvýšiť syntézu glykogénu 4. zvýšiť premenu na tuky

Zvýšiť hladinu glykémie Glukagón pečeň glykogenolýza, inhibícia glykolýzy, glukoneogenéza Adrenalín (svalový glykogén nie je zdrojom glukózy pre krv len pre sval)

ACTH glukokortikoidy (kortizol)- glukoneogenéza STH aktivuje oxidáciu tukov-šetrí glukózu, glukoneogenézu

Znížiť hladinu glukózy Inzulín zvyšuje 1. priepustnosť b. membrán pre glukózu 2. syntézu glykogénu 3. premenu na tuky 4. znižuje štiepenie tukov Vylúčiť močom

Ketolátky (ketónové látky) k. β-hydroximaslová k. acetoctová acetón (historický názov) keto = oxo Vznik v pečeni z nespotrebovaného acetyl KoA Využívanie v iných tkanivách (sval, srdce, obličky, CNS)

Tvorba a využívanie ketolátok Kondenzácia acetylkoa - k.acetoctová redukcia k. β- hydroximaslová dekarboxylácia acetón Premena na acetoacetylkoa štiepenie na acetyl KoA vstup do K. cyklu Pečeňnemá enzým tvorbu acetoacetylkoa využívanie ketolátok v extrahepatálnych tkanivách

Význam ketolátok Zdroje energie pri nedostatku glukózy glykogenolýza, lipolýza, ketogenéza pohotové, vo vode ľahko rozpustné palivo CNS za fyziol. podmienok glukóza (nevie využiť mastné kyseliny) Všetky orgány (okrem CNS a Ery) lipidy Dlhšie trvajúci nedostatok glukózy - CNS -ketolátky

Signál pre tvorbu ketolátok hypoglykémia zníženie konc. inzulínu zvýšená lipolýza v tukovom tkanive Karboxylové kyseliny-zdroj energie a faktor stimulácie ketogenézy v pečeni normálne podmienky hladovanie - diabetes

Spätná regulácia -zvýšené množstvo ketolátok a karboxyl. kyselín - stimuluje výdaj inzulínu Inzulín inhibuje lipolýzu v tukovom tkanive a tvorbu ketolátok

Bielkoviny - Proteíny Stavebnými jednotkami sú aminokyseliny peptidové väzby Štrukturálna báza všetkých tkanív a orgánov Biologické funkcie: Enzýmová katalýza Koordinovaný pohyb Transport Mechanická podpora Imunitná ochrana Regulácia biochemických pochodov hormóny, receptory (Zdroj energie)

Aminokyseliny NH 2 aminoskupina COOH- karboxylová skupina Proteíny lineárny reťazec aminokyselín 20 AK - dipeptidy, polypeptidy, proteíny C, H, O, N (S) Esenciálne neesenciálne

Štruktúra proteínov - lineárna sekvencia AK genetická informácia v DNA (poradie nukleotidových báz) Primárna, sekundárna, terciálna, (kvartérna) viac subjednotiek terc. a kvart. štruk. citlivé na zmeny ph a t Irreverzibil. zmeny > 45 º C - denaturácia

Obrat bielkovín Rovnováha medzi anabolickými reakciami (syntéza) a katabolickými (degradácia) narušenie cvičenie, infekcia Efekt silového tréningu anabolický stav Anabolické hormóny: STH (GH) v pečeni IGF-1 a -2 peptidy s anabolickým efektom inzulín, testosteron zdrav. riziká pohybová aktivita - degradácie

Proteíny ako enzýmy v malých množstvách (nie sú konzumované) Enzým aktívne miesta E + S ES E + P Enzymatická aktivita - citlivá na t teles. t - 37ºC sval >40 ºC rozcvičenie!

zmeny ph Každý enzým svoje optimum Sval veľké zmeny (od 7,1 < 6,5) Koenzýmy, prostetické skupiny regenerácia

Charakteristické reakcie: 1. Deaminácia 2. Dekarboxylácia 3. Transaminácia výmena aminoskupiny za oxoskupinu s oxokyselinami 4. Kondenzácia vzájomné zlučovanie AK dipeptidy až polypeptidy

Zapojenie AK do intermediárneho metabolizmu Po odstránení aminoskupiny - uhlíková kostra zapojenie do metabolických dráh 1.Glykolýza, K. cyklus 2. Glukoneogenéza z glukogénnych AK (z ktorých vzniká pyruvát alebo medziprodukty K. cyklu)

Zapojenie AK do glukoneogenézy Pečeňa oblička glukóza z látok necukrovej povahy Úloha glukózy Podstata glukoneogenézy zapojenie uhlíkovej kostry AK do procesu tvorby glukózy obrátenie glykolýzy okrem 3 reakcií

vznik fosfoenolpyruvátu defosforylácia fruktóza 1,6 bisfosfátu defosforylácia glukóza 6-fosfátu 3 metabolické procesy: Pyruvát oxalacetát fosfoenolpyruvát

Transaminácia - výmena aminoskupiny za oxoskupinu s oxokyselinami Kľúčovú úlohu v odstraňovaní dusíka z AK má glutamát Zbiera N z iných AK transaminačnými reakciami Poskytuje N pre syntézu mnohých AK

Metabolizmus aminodusíka Uvoľňovanie amoniaku: Nepriama deaminácia AK: 1. transaminácia 2. priama deaminácia k.glutámovej

1. fáza - prenos aminoskupiny z AK na 2- oxoglutárovú z AK príslušná oxokyselina z oxoglutarovej glutámová 2. fáza oxidačná deaminácia k. glutámovej uvoľnenie amoniaku a regenerácia k. 2-oxoglutárovej

1.fáza COOH COOH I I transamináza CH-NH 2 + C=O - I I R CH 2 I aminokyselina CH 2 I COOH 2-oxoglutárová

COOH COOH I I C=O + CH 2 NH 2 I I R CH 2 oxokyselina I I CH 2 I COOH k.glutámová

2.fáza COOH COOH I I CH-NH 2 C=O I I CH 2 + H 2 O CH + NH 2 3 I NAD/NADH 2 I CH 2 CH 2 I I COOH COOH glutámová 2-oxoglutarová

Alanín pyruvát - oxalacatát Aspartát oxalacetát Glutamát oxoglutarát oxalacetát Cez alanín tryptofán Cez aspartát asparagín Cez glutamát prolín, arginín, histidín, glutamín

Ketogénne tie, z ktorých vzniká acetyl CoA, alebo acetoacetyl CoA Tvorba karboxylových kyselín alebo ketokyselín

Tvorba močoviny NH 3 veľmi toxický (CNS) premena na močovinu (urea) Hlavným miestom tvorby je pečeň NH 3 + CO 2 + aspartát + 3ATP + 2H 2 O močovina + fumarát + 3ADP + 3 H 3 PO 4 Pečeň- obličky - moč

LIPOPROTEÍNY TRANSPORT LIPIDOV

Lipidy naviazané na proteíny (apoproteiny) Centrálne umiestnené hydrofóbne molekuly(triglyceridy a estery cholesterolu) Delenie: CM chylomikróny v tenkom čreve transport exogénnych lipidov VLDL LDL HDL

Endogénne lipidy v pečeni VLDL IDL LDL CM a VLDL zdroj triacylglycerolov a VKK LDL poskytujú cholesterol pre výstavbu membrán Pri metabolizme LDL môže dôjsť k akumulácii cholesterolu v tkanivách a v intime ciev

HDL Syntetizuje sa v pečeni Častice HDL majú schopnosť vychytávať voľný cholesterol a esterifikovať ho antisklerotický efekt

Hormóny základné charakteristika vyšších organizmov koordinačná funkcia Účelná súhra nervová a humorálna regulácia Rýchle regulačné zásahy NS Dlhodobejšie udržiavanie homeostázy systém vnútornej sekrécie

Hormón chemická zlúčenina špecifický účinok v iných orgánoch (cieľové tkanivá) Rozdelenie podľa chemického zloženia: 1. peptidy a proteohormóny 2. modifikované AK 3. steroidné 4. iné

podľa funkčných aspektov: 1.prestavba metabolizmu, rýchly účinok (inzulín, glukagón, katecholaminy) 2. rast a diferenciácia tkanív (rastový hormón, hormóny štítnej žľazy, pohlavné hormóny) 3. metabolizmus Ca a P (parathormón) 4. hospodárenie s vodou a minerálmi (aldosterón, ADH)

Mechanizmus účinku hormónov Ovplyvňovanie metabolických procesov nie priame pôsobenie na subcelulárne štruktúry receptorová teória Receptor: zariadenie, ktoré signál zachytí a rozpozná Bielkovinová makromolekula (glykoproteín): rozpoznať viazať (reverzibilne) sprostredkovať účinok

Receptory Membránové (peptidové, proteohormóny, katecholaminy) tvorba druhého posla séria fosforylačných reakcií uvádza do chodu ďalšie chemické reakcie Intracelulárne (lipofilné) - v cytozole alebo v jadre naviazanie na DNA regulácia génovej expresie

Spôsob účinku hormónov Biochemické účinky v cieľových tkanivách zvýšenie syntézy špecifických bielkovín, zvýšenie aktivity enzýmov 1. účinky na membrány (zmena permeabillity alebo transportné mechanizmy) 2. syntéza druhých poslov (zvýšenie aktivity efektorového systému syntéza vnútrobunkových signálnych molekúl aktivácia proteínkináz fosforylácia cieľových enzýmov a bielkovín

3. účinky na syntézu bielkovín (steroidy)- zvýšenie obsahu a aktivity enzýmov ovplyvnenie biochemických reakcií 4. účinky na diferenciáciu buniek usmernenie expresie génov : každá bunka rovnakú sadu génov expresia génov

Mechanizmus regulácie bunkových funkcií FOSFORYLÁCIA BIELKOVÍN (reverzibilná) Fosforylačné a defosforylačné pochody základný mechanizmus regulácie bunkových funkcií extracelulárnymi signálmi Katalyzované proteínkinázami a proteínfosfatázami (aktivácia vnútrobunkovými signálmi 2. posol) Konformačná zmena zmena aktivity

Aktivácia receptor adenylátcyklázového komplexu vytvorenie camp aktivácia špecifickej proteínkinázy Aktivácia komplexu receptorfosfolipáza vytvorenie IP 3 a DAG aktivácia proteínkinázy C

G proteíny GTP viažúce proteíny súčasť membránových efektorových komplexov prenášače signálov z receptoru na efektor a zosilňovače

Adenylátcyklázový systém Receptory (stimulačné alebo inhibičné) Aktivujú G proteín mení aktivitu adenylátcyklázy (membránový glykoproteín) Tvorba camp aktivuje proteínkinázu A fosforylácia proteínov Fosfodiesteráza

Systém inozitolfosfatidy - fosfolipáza Uvoľňovanie Ca iónov z intracelulárnych zásob (endoplazamické retikulum) Pôsobenie Ca prostredníctvom proteínu kalmodulín - väzba na efektorové enzýmy a ich aktivácia

Hormonálna regulácia

Receptory s G proteínmi Účinok adenylátcykláza adenylátcykláza fosfolipidáza C Aktivácia inhibícia aktivácia Efekt 3,5, camp 3,5, camp DAG IP 3 Adrenalín β 1 β 2 α 2 α 1 NA β α 2 α 1

Sval a energia

Štruktúra kostrového svalu

VITAMÍNY A ICH ÚLOHA V METABOLICKÝCH PROCESOCH Vitamín B1, tiamín Aktívnou formou je tiamíndifosfát (TDP) v čreve svaly, pečeň, oblička, NS Zdroje obilniny, strukoviny, vnútornosti, chudé mäso

Funkcia: Koenzým procesov oxidačnej dekarboxylácie 2-oxo kyselín (pyruvát a oxoglutarát) Pyruvát: zapojenie cukrov do K. cyklu, syntéza karboxylových kyselín (tvorba lipidov z cukrov)

Oxoglutarát: vznik dôležitých medziproduktov v K. cykle, oxidácia cukrov, lipidov, bielkovín energia Aj v metabolizme aminokyselín Význam pre prenos vzruchu (TTP) Nedostatok B 1 hlavne tkanivá : mozog, srdce, obličky

Vitamín B2, riboflavín Aktívna forma FMN a FAD Zdroje: mlieko, vajcia, pečeň, listová zelenina, baktérie v čreve Funkcia: súčasť enzýmov katalyzujúcich oxidáciu alebo redukciu Súčasť dehydrogenáz, úloha v procese terminálnej oxidácie, v K. cykle, odbúraní a syntéze KK

Vitamín B3, k. nikotínová, niacín Aktívna forma NAD, NADP Zdroje: obilie, strukoviny, kvasnice, mlieko, pečeň, aj v pečeni z tryptofánu

Funkcia: NAD -súčasť oxidoredukčných prenášačových systémov, koenzým dehydrogenáz (glykolýza, K. cyklus, β-oxidácie KK, deaminácie AK, terminálna oxidácia energia NADP vzniká v pentózovom cykle, význam pre syntézu KK, steroidov...

Vitamín B6, pyridoxín Najdôležitejšia aktívna forma pyridoxal fosfát Zdroje: kvasnice, obilie, orechy, pečeň, mlieko, vajcia, zelenina, mäso, strukoviny, aj baktérie v GIT Funkcia: koenzým enzýmov metabolizmu AK (transaminázy, dekarboxylázy, metabolizmus amoniaku...)

Kyselina pantoténová Zdroje: rastlinná a živočíšna potrava vaječný žĺtok, vnútornosti, kvasnice, obilniny a strukoviny, aj baktérie črevnej flóry Funkcia: súčasť KoA Metabolizmus, cukrov, tukov, bielkovín, premena cukrov na tuky, tvorba ketolátok

Biotín Zdroje: vnútornosti, mäso, mliečne produkty, obilie, ovocie, zelenina, aj baktérie GIT Funkcia: koenzým karboxylačných reakcií prenášač aktivovaného oxidu uhličitého syntéza VKK glukoneogenéza (AK pyruvát)

Voľné radikály Antioxidanty

Intenzívny tréning vysoký príjem kyslíka - tvorba vysoko reaktívnych molekúl (voľné radikály) poškodenie buniek a tkanív Superoxidový radikál pri prechode elektrónov cez dýchací reťazec Tvorba aj v tkanivách aktivovanými fagocytmi

Voľné radikály molekuly s nepárnym elektrónom reakcia s bunkovými zložkami (esenciálne MK, proteíny, DNA) irreverzibilné poškodenie Tréning nerovnováhu medzi hladinou oxidantov a antioxidantov oxidatívny stres

Antioxidatívna obrana Potláčanie voľných radikálov V organizme: Glutation, Koenzým Q Enzýmy: (superoxiddizmutáza, kataláza, glutationperoxidáza) V potrave: Antioxidatívne látky: vit. E, C, β-karotén, Se

Nie sú dôkazy o zlepšení výkonnosti vysoké dávky antioxidantov suplementy (ak nie je deficit) Zlepšenie antioxidačného obranného systému cvičením Zdroje antioxidantov v potrave: ovocie, zelenina, orechy

Imunitný systém a jeho ovplyvnenie cvičením (voľné radikály) Kontroverzné názory Pozitívna úloha oxidantov: Malé dávky oxidantov dôležitá úloha pri adaptačných procesoch a imunitnej odpovedi