RNDr. Ivana Fellnerová, Ph.D. Katedra zoologie, PřF UP Olomouc
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
Dynamika membrán
Odkaz na doplňující prezentaci, z které byl snímek převzat *Ivana FELLNEROVÁ, PřF UP Olomouc*
MOČ
KREV
GLUKÓZA ANO
NE (Jen stopově)
GLYKÉMIE hladina cukru v krvi. U člověka 3,6-6,0 mmol/l
HYPOGLYKÉMIE Snížená hladina krevní glukózy (při námaze, hladovění Nemoci slinivky břišní nebo jater)
HYPERGLYKÉMIE Zvýšená hladina krevní glukózy (po jídle, při nemoci slinivky břišní nebo jater)
GLYKOSURIE = vylučování cukru močí. Dochází k ní Při diabetes mellitus V těhotenství Při ledvinových onemocněních Při alimentární hyperglykémii
*Ivana FELLNEROVÁ, PřF UP Olomouc*
Monitorování krevního cukru
Jednotka: mmol/L, mg/dl *Ivana FELLNEROVÁ, PřF UP Olomouc*
Autolanceta (odběrové pero)
Místo odběru: Kapilární krev bříška prstu nebo ušního lalůčku
Čepička spoušť autolancety (kryt lancety-jehly)
pojistka
Před odběrem: - odběrové místo umýt teplou vodou - důkladně osušit - promasírovat - místo vpichu sterilizovat 70% etanolem
Nastavení hloubky vpichu *Ivana FELLNEROVÁ, PřF UP Olomouc*
Nepoužitá LANCETA s ochranou čepičkou LANCETA po odstranění ochrané čepičky
umístění jehly v autolancetě
pootočením se nastavuje hloubka vpichu
LANCETA (odběrová jehla)
Kryt lancety (jehly) *Ivana FELLNEROVÁ, PřF UP Olomouc*
Testovací proužky
Testovací Testovací prouž proužky se vkládají do glukometru s optickým čidlem, idlem které detekuje kvalitu krevního vzorku *Ivana FELLNEROVÁ, PřF UP Olomouc*
Po vpichu autolancetou (doporučená hloubka vpichu 1-2)
vytlačíme kapku krve, kterou se lehce dotkneme oranžového pole na indikačním papírku. Glukometr do několika vteřin vyhodnotí hladinu glykémie *Ivana FELLNEROVÁ, PřF UP Olomouc*
Monitorování krevního cukru
Jednotka: mmol/L, mg/dl *Ivana FELLNEROVÁ, PřF UP Olomouc*
(Údaje k testovacím proužkům GLUCOLAB)
Ráno před snídaní
3,9 – 5,8
70 – 105
Před obědem, večeří
3,9 – 6,1
70 – 110
1 hod. po jídle
< 8,9
< 160
2 hod. po jídle
< 6,7
< 120
Mezi 2. a 4. hod. ranní
> 3,9
> 70 *Ivana FELLNEROVÁ, PřF UP Olomouc*
jednoduché sacharidy (a) jednoducjé sacharidy (b) kombinované jídlo (oběd)
8,0
čas od příjmu potravy
3:30
3:15
3:00
2:45
2:30
2:15
2:00
1:45
1:30
1:15
1:00
0:45
0:30
4,0
0:15
6,0
Koncentrace glukózy (mg/dl)
10,0
0:00
koncentrace glukozy (m m ol/L)
Srovnání dynamiky glykémie po jídle různého složení
První odběr na lačno, pak následuje příjem potravy *Ivana FELLNEROVÁ, PřF UP Olomouc*
V závislosti na složení potraviny se sacharidy vstřebávají do krve různou rychlostí Potraviny s rychle vstřebatelnými sacharidy
Rychlý vzestup hladiny cukru v krvi
(hyperglykémie)
Rychlé vyplavení inzulínu
Následuje prudký pokles cukru v krvi
(hypoglykémie) Náhlé výkyvy hladiny krevní glukózy zvyšuje zátěž organismu a riziko vzniku cukrovky a nemocí kardiovaskulárního systému *Ivana FELLNEROVÁ, PřF UP Olomouc*
Vzrůstu hladiny krevní glukózy po příjmu sacharidové potravy (rychlost vstřebávání) vyjadřuje
vzrůst glykémie po požití testované potraviny GLYKEMICKÝ x 100 = INDEX vzrůst glykémie po požití čisté glukózy
½-2h *Ivana FELLNEROVÁ, PřF UP Olomouc*
Faktory ovlivňující glykemický index
Glykemický index potravin závisí na několika faktorech: Obsah sacharidů v potravině Náročnost štěpící fáze (dostupnost sacharidů pro tělo) Typ monosacharidových jednotek
RYCHLEJŠÍ
Monosacharidy Glukóza Tekutá forma
vstřebávání
x x x
POMALEJŠÍ
polysacharidy fruktóza, galaktóza pevná forma
*Ivana FELLNEROVÁ, PřF UP Olomouc*
Glykemický index vybraných potravin NÍZKÝ GI < 30 většina druhů zeleniny, luštěniny, ořechy, citrusy a další „kyselé“ ovoce (rybíz, ostružiny, višně aj.) Hořká čokoláda, kakaový prášek
Stř Střední ední GI 3030-70 většina druhů ovoce, luštěniny, müsli tyčinky, celozrnné tmavé pečivo, neloupaná rýže, těstoviny mléčné výrobky
Vysoký GI >70 med, cukr, bonbóny, datle, fíky colové nápoje, džusy, bílé a sladké pečivo, oplatky „vodové“ zmrzliny (typ „calipo“) *Ivana FELLNEROVÁ, PřF UP Olomouc*
1. Přenašečový PASIVNÍ transport
ATP T
(usnadněná difůze)
cose
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 (GLUT 6 - GLUT 12 : stále předmětem výzkumu) *Ivana FELLNEROVÁ, PřF UP Olomouc*
Na+ glukózový transportér (SGLT) Koncentrační gradient Na+ a K+ udržovaný na membráně prostřednictvím Na+K+ pumpy je využíván, mimo jiné, dalšími přenašeči (sekundární aktivní transport) Na+
Glu
Na+ Na+ Na+ Na+
Na+
Na+
Na+
Na+
Na+
Ve směru koncentračního spádu PASIVNÍ TRANSPORT
Proti koncentračnímu spádu sekundární AKTIVNÍ TRANSPORT
Na+
Glu
+
N
a
Glu
Glu Glu
Glu Glu
u Gl
SYMPORT *Ivana FELLNEROVÁ, PřF UP Olomouc*
Dynamika membrán
SGLT: sekundární aktivní transport
ATP
Sekundární aktivní transport: Na+ jsou transportovány po směru koncentračního spádu a s sebou „strhnou“ glukózu proti směru koncentračního spádu
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*
Transport glukózy : přehled 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 glakogenu) (glykogenolýza)
GLUT 5 GLUT 2
fruktóza do buňky glukóza z buňky
Epitel tenkého střeva vnější membrána vnitřní membrána
SEKUNDÁRNÍ AKTIVNÍ transport : SGLT
ATP
Epitel tenkého střeva vnější membrána
Na+-glu transporter
aktivně dovnitř buňky
*Ivana FELLNEROVÁ, PřF UP Olomouc*
GLUT 2 β buněk slinivky břišní
Chemicky řízený KATP kanál je otevřený
GLUT 2
ATP T
KATP Ca2+
ATP
Pomalý metabolizmus; málo ATP
NÍZKÁ GLYKÉMIE
Vezikuly s inzulinem *Ivana FELLNEROVÁ, PřF UP Olomouc*
GLUT 2 β buněk slinivky břišní
ATP T
Otevření napětím řízeného Ca2+ kanálu Uzavření chemicky řízeného KATP kanálu
KATP Ca2+ Akční potenciál
ATP ATP
GLUT 2
ATP ATP
ATP ATP
Pomalý Intenzivní metabolizmus; málo ATP dostatek ATP
ZVÝŠENÁ NÍZKÁ GLYKÉMIE GLYKÉMIE
Vezikuly s inzulinem *Ivana FELLNEROVÁ, PřF UP Olomouc*
GLUT 2 β buněk slinivky břišní
ATP T
Otevření napětím řízeného Ca2+ kanálu Uzavření chemicky řízeného KATP kanálu
KATP Ca2+ Akční potenciál
ATP
SEKRECE INZULINU
ATP
GLUT 2
ATP ATP
ATP ATP
Pomalý Intenzivní metabolizmus; málo ATP dostatek ATP
ZVÝŠENÁ NÍZKÁ GLYKÉMIE GLYKÉMIE
Vezikuly s inzulinem *Ivana FELLNEROVÁ, PřF UP Olomouc*
Signální membránový protein
glukózový transportní protein Oba typy molekul jsou součástí buněčných membrán a zásadním způsobem ovlivňují metabolismus glukózy v těle
Při funkčních poruchách těchto membránových molekul dochází k onemocnění např.
Diabetes mellitus – „cukrovka“, úplavice cukrová *Ivana FELLNEROVÁ, PřF UP Olomouc*
GLUT 4 – regulace inzulinem
GLUT 4 – regulace inzulinem
GLUT 4 – regulace inzulinem
Diabetes I. typu
Diabetes II. typu
3. Receptor-enzym Receptor-Enzym má dvě části: Receptorová část leží vně membrány, enzymatická na vnitřní straně membrány. Vazbou ligandu na Vnější receptorovou část se aktivuje vnitřní, enzymatická (katalytická) část. ta může mít buď thyrozin kinázovou aktivitu nebo guanyl cyklázovou aktivitu.
Ligand
Příklad: Inzulinový receptor
(první posel)
na membránách svalových a tukových buněk
Receptorová oblast
Insulinový receptor má thyrozin kinázovou aktivitu
Thyrozin kiná kináza Fosforyluje AMK tyrozin cílového proteinu (přenose fosfátové skupiny z ATP)
Oblast enzym ATP
PROTEIN
P *Ivana FELLNEROVÁ, PřF UP Olomouc*
Dynamika membrán
Po jídle byla u vyšetřované osoby naměřena glykémie 140 mg/dl. Kolik je to mmol/l? (mol glukózy = 180)
Na lačno byla u vyšetřované osoby naměřena glykémie 4,2 mmol/l Kolik je to mg/dl? (mol glukózy = 180)
*Ivana FELLNEROVÁ, PřF UP Olomouc*
l
x
M
mol =
x
g/l
Po jídle byla u vyšetřované osoby naměřena glykémie 140 mg/dl. Kolik je to mmol/l? (mol glukózy = 180)
1 . M .
180 = 1,4 M = 0,0078 mmol/l = 7,8
Na lačno byla u vyšetřované osoby naměřena glykémie 4,2 mmol/l Kolik je to mg/dl? (mol glukózy = 180)
0,1 . 0,0042 . 180 0,0756 75,6
= = =
g/l g/l mg/dl *Ivana FELLNEROVÁ, PřF UP Olomouc*
