Μεταβολισμός των Υδατανθράκων

Transcript

1 Μεταβολισμός των Υδατανθράκων 1

2 Συνολική παρουσίαση πρωτεϊνες ADP + P i αμινοξέα ADP + P i πολυσακζαρίτης ADP + P i εξόζες πεντόζες λίπη ADP + P i Λιπαρά οξέα ουρία Κύκλος ουρίας C 2 ADP + P i ADP + P i πυρουβικό acetyl-coa κύκλοςκυτρικού οξέος e - ADP + P i ADP + P i 2 Μεταφορά ηλεκτρονίων - οξειδωτική φωσφορυλίωση 2

3 Συνολικά Καταβολικές Διαδικασίες Πρωτεϊνες Υδατάνθρακες Λίπη Λίπη Στάδιο 1 Αμινοξέα Απλές ΑπλέςΖάχαρεςs Λιπαρά οξέα οξέα Γλυκόλυση Πυρουβικό Στάδιο 2 Acetyl Acetyl CoA CoA Κύκλος κιτρικού οξέος οξέος Στάδιο 3 Οξειδωτική φωσφορυλίωση 3

4 Στάδιο Ένα Υδρόλυση των τροφών σε μικρότερες ενώσεις. Γίνεται στο πεπτικό σύστημα. 4

5 Στάδιο Ένα Σιελογόνοι αδένες Εκκρίνουν αμυλάση. Αρχίζει η πέψη του αμύλου. Στομάχι, πάνγκρεας, ήπαρ και χολή συμμετέχουν Ο ρόλος τους σχετίζεται περισσότερο με πρωτεϊνες και λίπη. Λεπτό έντερο Επιπλέον διάσπαση. Όλοι οι Υδατ. γίνονται εξόζες. Μετακίνηση υλικών στο αίμα για μεταφορά στα κύτταρα. 5

6 Υδρόλυση Δι- και πολυσακχαριτών στο στάδιο ένα H H CH 2 H H H H H H H H CH 2 H H H H H H H H + H 2 ένζυμο H H CH 2 H H H H H H H H H H CH 2 H H H H H H H H 6

7 Στάδιο Δυο Μετατροπή μονομερών σε μορφές πλήρως οξειδούμενες. Σάκχαρες ξεκινούν σαν γλυκόζη ή φρουκτόζη μετατρέπονται σε acetyl CoA Αμινοξέα όλα απαμεινώνονται NH 2 απομακρύνεται μπορεί να μπεί σε οποιοδήποτε στάδιο Λιπαρά οξέα μετατρέπονται σε acetyl CoA χρησιμοποιείται επίσης η γλυκερόλη. 7

8 Στάδιο Τρία Πλήρης οξείδωση των τροφών και παραγωγή ΑΤΡ. Όλα έχουν μετατραπεί σε acetyl CoA. Η ακετυλομάδα έχει μπεί στον κύκλο του κυτρικού οξέος. Εκεί μετατρέπεται σε C 2 και ενέργεια (). 8

9 Γλυκόλυση Πρώτο στάδιο του καταβολισμού των υδατ. Απλές σάκχαρες διασπώνται σε πυρουβικό. Αναερόβιες διαδικασίες - δεν χρειάζεται οξυγόνο. Όλοι οι ζώντες οργανισμοί χρησιμοποιούν αυτή την διαδικασία. Απαιτεί γλυκόζη,, 2 ADP, 2, 2 NAD +, 2 P i, και 10 διαφορετικά ένζυμα NAD + = ένα συνένζυμο 9

10 Αντιδράσεις στην Γλυκόλυση - I ADP ADP γλυκόζη γλυκόζη-6-p φρουκτόζη-6-p φρουκτόζηse-1,6-dip Στάδιο 6 ανθράκων Απαιτεί ενέργεια glyceraldehyde-3-p dihydroxyacetone-p 10

11 Αντιδράσεις στην γλυκόλυση - II NAD + NADH + H + ADP glyceraldehyde-3-p 1,3-diphosphoglycerate 3-phosphoglycerate P i ADP 2-diphosphoglycerate H 2 3-phosphoenolpyruvate pyruvate 11

12 Συνολικά η Γλυκόλυση γλυκόζη ADP + 2 P i + 2 NAD + 10 ένζυμα 2 πυρουβικά + 2 NADH + 2 H Καθαρή ενέργεια που παράγεται 2 Επιπλέον τα δυο πυρουβικά ιόντα μπορούν να πάνε στον κύκλο του κυτρικού οξέος για να παράξουν περισσότερη ενέργεια. 12

13 Η μοίρα του Πυρουβικού Η γλυκόλυση είναι παρεμφερήςσε όλους τους οργανισμούς. Το τι θα γίνει το πυρουβικό μπορεί να διαφέρει σημαντικά. Στα κύτταρά μας κάτω από αερόβιες συνθήκες το πυρουβικό μετατρέπεται σε acetyl CoA στα μιτοχόνδρια. CH 3 -C-C - + CoA-SH pyruvate dehydrogenate complex CH 3 -C-S-CoA + C 2 NAD + NADH 13

14 Ο Κύκλος του Κιτρικού Οξέος Τελευταίο στάδιο του μεταβολισμού του υδατανθράκων, λιπών και αμινοξέων. Οξειδωτικός κύκλος απαιτεί οξυγόνο αερόβιος Επίσης ονομάζεται κύκλος του Krebs προς τιμή του Hans Krebs που πρώτος το περιέγραψε. 14

15 acetyl CoA Ο κύκλος του Κιτρικού Οξέος citrate oxaloacetate malate fumarate succinate succincyl CoA cis-aconitate isocitrate α-ketoglutarate Διαδικασία 9 σταδίων που παίρνει το ακετικό από το acetyl-coa και το μετατρέπει σε C 2 15

16 Ενέργεια & ο κύκλος κιτρικού Οξέος acetyl CoA citrate H 2 NADH oxaloacetate cis-aconitate H 2 malate isocitrate H 2 C 2 + fumarate α-ketoglutarate NADH FADH 2 GTP succinate succincyl CoA + Coenzyme A GDP C 2 + Coenzyme A NADH

17 Βασικά βήματα του κύκλου κιτρικού οξέος Το Acetyl CoA μπαίνει στον κύκλο και το μέρος ακετυλίου ενώνεται με οξαλοακετικό για να δημιουργήσει κυτρικό. Τα επόμενα 8 βήματα περικλείουν μετατροπή του κυτρικού πάλι σε οξαλοακετικό. Στην διαδικασία η ακετυλομάδα οξειδώνεται σε 2 C 2. Στο τέλος έχουμε πάλι οξαλοακετικό και GTP (guanosine triphos-phate) phate) ή άλλες ενεργειακές ενώσεις. Το οξαλοακετικό μετά επαναχρησιμοποιείται - κύκλος. 17

18 Οξειδωτική Φωσφορυλίωση (Αναπνευστική Αλυσίδα) Η περισσότερη ενέργεια μεταβολισμού προέρχεται από αυτή την διαδικασία. NADH και FADH 2 αμφότερα χρησιμοποιούνται για επιπλέον παραγωγή όταν οξειδώνονται. NADH = nicotinamide adenine dinucleotide FADH 2 = flavin adenine dinucleotide Η οξείδωση εξαρτάται από τη ροή ηλεκτρονίων που χρησιμοποιούν μια πολύπλοκη δομή μέσα στα μιτοχόνδρια. 18

19 παραγόμενο ανα mol Γλυκόζης Γλυκόλυση NADH 2.5 /NADH 5 * Κύκλος κιτρικού οξέος 2 GTP 1 /GTP 2 6 NADH 2.5 /NADH 15 2 FADH /FADH

20 Γλυκογόνο Γλυκογόνο, γνωστό σαν ζωικός υδατάν. Είναι πολυμερές της γλυκόζης και αποτελεί την γρήγορη αποθήκη ενέργειας του σώματος Το μέσο άτομο συνήθως έχει αρκετό για τις ανάγκες μιας μέρας. c 20

21 Γκυκογόνο Αποθηκεύεται στο συκώτι και μυς. 21

22 Γλυκογέννεση και γλυκογενόλυση Γλυκογέννεση - παράγει γλυκογόνο από γλυκόζη. Μπορεί να συμβεί σε όλα τα κύτταρα, αλλά είναι ιδιαίτερα σημαντική λειτουργία για το ήπαρ και τους μυς. Γλυκογεννόλυση - είναι η διάσπαση του γλυκογόνου ξανά σε γλυκόζη. Γίνεται κύρια στο συκώτι (νεφρά και έντερο) αλλά όχι στους μυς λόγω έλλειψης ενζύμων. 22

23 Αντοχή στη Γλυκόζη Αντοχή στη γλυκόζη είναι η ικανότητα του σώματοςνα διατηρεί το επίπεδο σακζάρου του αίματος μέσα σε φυσιολογικές τιμές. Ο κύκλος του Cori είναι μια στρατηγική του σώματος για να το καταφέρει. Το σάκχαρο αίματος σε φυσιολογικά άτομα μερικές φορές πέφτει σε υπογλυκαιμικό επίπεδο. Αυτό γίνεται έστω και αν φάμε πολύ σάχαρη 23

24 Γλυκονεογέννεση Διαδικασία σύνθεσης γλυκόζης. Συμβαίνει κυρίως στο συκώτι Συνήθη υλικά που χρησιμοποιούνται γαλακτικό Αμινοξέα εκτός λευκίνης και λυσίνης Γλυκερόλη από τα λίπη Χρησιμοποιείται σε συνθήκες πείνας ήότανδενχρησιμοποιείται η γλυκόζηαποτελεσματικά. 24