Prezentace navazuje na základní znalosti Biochemie, stavby a transportu přes membrány Doplňující prezentace: Proteiny, Sacharidy, Stavba membrán, Membránový transport, Dynamika membrán Symboly označující animaci resp. video (dynamická prezentace daného fyziologického procesu). Plnohodnotné animace (videa) spolu s podrobným výkladem studenti uvidí na přednáškách popř. praktických cvičeních. Varianta pro tisk, která je k dispozici na internetu obsahuje jen statické popisy těchto procesů.
Symbol označující odkaz na animaci z internetu, kterou studenti mohou sami kdykoli otevřít
Katedra zoologie, PřF UP Olomouc http://www.zoologie.upol.cz/zam.htm
Dynamika membrán
Odkaz na doplňující prezentaci, z které byl snímek převzat *Ivana FELLNEROVÁ, PřF UP Olomouc*
EXTRACELULÁRNÍ trávení sacharidů
Trávení sacharidů : přehled
MONO-, Disacharidy
Ústa → amyláza slin Tenké střevo → amyláza produkována slinivkou břišní
Štěpení resp. další metabolické přeměny v buňkách
ŠKROB
epitel tenké tenkého stř střeva
disachará disacharázy
glykogen
celuló celul óza
chitin
zásobní, tělu vlastní (játra, svaly)
amylá amyláza
laktó laktóza sacharó sacharóza maltó maltóza
Metabolismus sacharidů je ovlivňován inzulinem a glukagonem (hormony slinivky břišní) *Ivana FELLNEROVÁ, PřF UP Olomouc*
POLYSACHARIDY
sliny, slinivka břišní
disacharázy produkované epitelem tenkého střeva
Přes epitel tenkého střeva pouze ve formě monosacharidu Rychlost trávení a vstřebávání sacharidů závisí na stavbě (složitosti) jejich molekuly.
V potravě
štěpí přežvýkavci za pomoci symbiotických bakterií
maltóza štěpení v játrech je stimulováno hormonem glukagonem
Chytinázy jen vzácně u některých hlodovcu a netopýrů
glukó glukóza *Ivana FELLNEROVÁ, PřF UP Olomouc*
1
1. Přenašečový PASIVNÍ transport glukózy
Vstřebávání sacharidů
(usnadněná difůze) ATP T
Probíhá přes epitel v tenkém střevě cose
Vstřebávají se pouze monosacharidy: především glukóza, ale i fruktóza, galaktóza (složitější sacharidy musí být nejprve štěpeny enzymaticky extracelulárně)
Vstřebávání je spojeno s transportem monosacharidů přes buněčné membrány
ransporter
GLUT umožňuje vstup glukózy do buněk pasivně (nevyžaduje energii) Typy glukózových transportérů GLUT 1 vyskytují se ve většině buněk těla ; V dospělosti nejčetnější výskyt v membránách erytrocytů a nervových b. Velmi citlivé ke koncentraci glukózy (adaptace k vysokým nárokům buněk CNS) ; GLUT 2 výskyt v játrech, pankreatu a epitelech tenkého střeva a ledvin GLUT 3 výskyt v neuronech GLUT 4 výskyt v buňkách inzulinem regulovaných tkání jako je kosterní svalovina a tuková tkáň GLUT 5 výskyt v epitelu tenkého střeva; ve skutečnosti transporter pro fruktózu
Existuje ně několik způ způsobů sobů, kterými je glukó glukóza transportová transportována přes buněč né membrá buněčn membrány
(GLUT 6 - GLUT 12 : stále předmětem výzkumu)
*Ivana FELLNEROVÁ, PřF UP Olomouc*
2. Sekundární aktivní transport: SGLT = Sodium GLucose Transport
ATP
*Ivana FELLNEROVÁ, PřF UP Olomouc*
SGLT: Na+ glukózový transportér Koncentrační gradient Na+ a K+ udržovaný na membráně prostřednictvím Na+K+ pumpy je využíván, mimo jiné, dalšími přenašeči (sekundární aktivní transport)
Sekundární aktivní transport: Na+ jsou transportovány po směru koncentračního spádu a s sebou „strhnou“ glukózu proti směru koncentračního spádu
Na+
Glu
Na+ Na+
Na+
Na+
Na+ Na+
Na+
Na+
Proti Ve směru koncentračnímu koncentračního spádu spádu sekundární PASIVNÍ AKTIVNÍ TRANSPORT TRANSPORT
Na+
Glu
Primární aktivní transport: Na+ a K+ jsou aktivně pumpovány Proti směru koncentračního spádu A vytváří tak trvalý gradient V koncentraci Na+ a K+ *Ivana FELLNEROVÁ, PřF UP Olomouc*
Na+
Glu Glu *Ivana FELLNEROVÁ, PřF UP Olomouc*
Glu
Glu Glu
u Gl
SYMPORT Dynamika membrán
2
SGLT: Na+ glukózový transportér
Transport glukózy : přehled
Koncentrační gradient Na+ a K+ udržovaný na membráně prostřednictvím Na+K+ pumpy je využíván, mimo jiné, dalšími přenašeči (sekundární aktivní transport) Proti Ve směru koncentračnímu koncentračního spádu spádu sekundární PASIVNÍ AKTIVNÍ TRANSPORT TRANSPORT
Na+ Na+
Glu
Na+ Na+ Na+ Na+
Na+
Na+
Na+
Na+
PASIVNÍ PASIVNÍ transport : GLUT
ATP T
Většina tkání v těle:
GLUT 1
do buňky
Kosterní svalstvo Tuková tkáň
GLUT 4
do buňky
(inzulin-závislé)
Jaterní buňky
GLUT 2
do buňky z buňky
(syntéza glykogenu) (glykogenolýza)
GLUT 5 GLUT 2
fruktóza do buňky glukóza a fruktóza z buňky
Epitel tenkého střeva +
vnější membrána vnitřní membrána
a N
Glu
Na+
Glu
SEKUNDÁ SEKUNDÁRNÍ RNÍ AKTIVNÍ AKTIVNÍ transport : SGLT Glu
ATP
Glu Epitel tenkého střeva
Glu
Glu
vnější membrána
aktivně dovnitř buňky
Dynamika membrán
*Ivana FELLNEROVÁ, PřF UP Olomouc*
TRANSPORT sacharidů přes epitely
*Ivana FELLNEROVÁ, PřF UP Olomouc*
INTRACELULÁRNÍ štěpení sacharidů
Lumen střeva (ledvin)
Glu
Na+ Na+
Fru Gal
Glu
GLUT 5
SGLT sekundárn sekundá rníí aktivníí tr aktivn tr..
Na+-glu transporter
SYMPORT
u Gl
Pasivníí trans. Pasivn +
Na
Glukóza (C6)
glykolýza
transportována přes membránu
Pyruvát (3C) (3C) Pyruvát
Laktát (3C)
CO2
Fru
Glu
ATP
2x
Apikální membrána
Acetyl CoA ADP
Na+
Glu
2x
Gal
Glu elektron s vysokou energií vázaný na NADH
K+
Na
Na/K pumpa Aktivní transport
Krebsů Krebsův cyklus CO2
FADH2
K+ +
Bazální membrána
ATP
Fru
K+
(red.f.)
Fru
Glu
GLUT 2
Na+
NAD+ FAD (oxid.f.)
Elektronový
Na+
GLUT 2
Pasivníí tr Pasivn tr..
transportní
Pasivníí tr Pasivn tr..
řetězec
K+ Na+
Glu
Extracelulární tekutina
Fru *Ivana FELLNEROVÁ, PřF UP Olomouc*
O2
ADP
36-38x
ATP ATP ATP ATP ATP
H2O
ATP
ATP ATP ATP
*Ivana FELLNEROVÁ, PřF UP Olomouc*
3
Nobelovy ceny k tématu sacharidů Sir Hanz Adolf Krebs
INTRACELULÁRNÍ štěpení sacharidů SACHARIDY v POTRAVĚ
INZULIN
CYKLUS KYSELINY CITRONOVÉ CITRONOVÉ
1953 Nobelova cena
sekrece buňkami pankreatu
za fyziologii a lékařství
Detekce glukózy (nad 5,5mmol/l) buňkami pankreatu
Reverzibilní
FOSFORYLACE
Stimulace buněk k příjmu glukózy (prostřednictvím Inzulinových receptorů
EXTRACELULÁRNÍ TRÁVENÍ SACHARIDŮ
proteinů
Edmont H. Fischer
Erwin G. KREBS *Ivana FELLNEROVÁ, PřF UP Olomouc*
1992 Nobelova cena
za fyziologii a lékařství
Nobelovy ceny k tématu sacharidů
Objev INZULÍNU
+
INTRACELULÁRNÍ ŠTĚPENÍ SACHARIDŮ
GLUKÓZA V KRVI *Ivana FELLNEROVÁ, PřF UP Olomouc*
GLUT 2 buněk slinivky břišní
Chemicky řízený KATP kanál je otevřený
GLUT 2
ATP T
KATP Ca2+
ATP
Pomalý metabolizmus; málo ATP
Frederick G. BANTING
1923 Nobelova cena za lékařství a fyziologii *Ivana FELLNEROVÁ, PřF UP Olomouc*
John MACLEOD
NÍZKÁ GLYKÉMIE
Vezikuly s inzulinem *Ivana FELLNEROVÁ, PřF UP Olomouc*
4
GLUT 2 buněk slinivky břišní
ATP T
GLUT 2 buněk slinivky břišní
Otevření napětím řízeného Ca2+ kanálu Uzavření chemicky řízeného KATP kanálu
KATP Ca2+ Akční potenciál
Otevření napětím řízeného Ca2+ kanálu Uzavření chemicky řízeného KATP kanálu
ATP
KATP Ca2+ Akční potenciál
ATP ATP
GLUT 2
ATP ATP
SEKRECE INZULINU
ATP
ATP
GLUT 2
ATP
ATP
Intenzivní Pomalý metabolizmus; málo ATP dostatek ATP
ZVÝŠENÁ NÍZKÁ GLYKÉMIE GLYKÉMIE
ATP T
ATP
ATP ATP
Intenzivní Pomalý metabolizmus; málo ATP dostatek ATP
Vezikuly s inzulinem
ZVÝŠENÁ NÍZKÁ GLYKÉMIE GLYKÉMIE *Ivana FELLNEROVÁ, PřF UP Olomouc*
Vezikuly s inzulinem *Ivana FELLNEROVÁ, PřF UP Olomouc*
5
