ΣΑΚΧΑΡΑ Ή ΥΔΑΤΑΝΘΡΑΚΕΣ (CH 2 O) n ή C n (H 2 O) n.

Παρουσίαση με θέμα: "ΣΑΚΧΑΡΑ Ή ΥΔΑΤΑΝΘΡΑΚΕΣ (CH 2 O) n ή C n (H 2 O) n."— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 ΣΑΚΧΑΡΑ Ή ΥΔΑΤΑΝΘΡΑΚΕΣ (CH 2 O) n ή C n (H 2 O) n

2 Bιολογικός ρόλος Το κυριότερο καύσιμο του οργανισμού (50% των θερμιδικών αναγκών). 1 gr σακχάρου δίνει 4 kcal H γλυκόζη μοναδικό καύσιμο του εγκεφάλου και του Κ.Ν.Σ Αποθήκες ενέργειας. Γλυκογόνο στα ζώα και άμυλο στα φυτά Δομικά υλικά. Η κυτταρίνη στα φυτά. Η ριβόζη και δεοξυριβόζη συμμετέχουν στο DNA, RNA, ATP σε συνένζυμα κ.λ.π. Ενώσεις σύνθετες (γλυκολιπίδια, γλυκοπρωτείνες)κλειδιά για σημαντικές βιολογικές λειτουργίες των κυττάρων.

3 Κατηγορίες Σακχάρων Απλά σάκχαρα ή Μονοσακχαρίτες : Υδροξυ- αλδεύδες (αλδόζες) ή Υδροξυκετόνες (κετόζες) Δισακχαρίτες : Δύο μόρια απλών σακχάρων Πολυσακχαρίτες : Πολλά μόρια (n > 10) απλών σακχάρων

4 D - Αλδόζες

5 D - Kετόζες

6 Ισομέρειες Σακχάρων D-, L- σάκχαρα, Οπτικά ισομερή, Επιμερή σάκχαρα

7 Ακυκλη και κυκλική μορφή των ζαχάρων

8 Τα κυριότερα απλά σάκχαρα Πεντόζες C 5 H 10 O 5 (D-Ριβόζη, D-Δεσοξυριβοζη) Εξόζες C 6 H 12 O 6 (D-Γλυκόζη, D-Γαλακτόζη, D-Φρουκτόζη)

9 Σχηματισμός Διζαχαρίτη

10 Οι κυριότεροι Δισακχαρίτες Σακχαρόζη, Λακτόζη, Μαλτόζη (C 12 H 22 O 11 ) Σακχαρόζη + Η 2 Ο ΣΑΚΧΑΡΑΣΗ Γλυκόζη + Φρουκτόζη Λακτόζη + Η 2 Ο ΛΑΚΤΑΣΗ Γαλακτόζη + Γλυκόζη Μαλτόζη + Η 2 Ο ΜΑΛΤΑΣΗ Γλυκόζη + Γλυκόζη

11 Η Γλυκύτητα των ζαχάρων σχετικά με τη ζάχαρη (1.00)

12 Οι κυριότεροι πολυσακχαρίτες Γλυκογόνο, Αμυλο, Κυτταρίνη (C 6 H 10 O 5 ) n Γλυκογόνο: Δεσμοί α-1,4 και διακλαδώσεις α-1,6 κάθε 10 μόρια γλυκόζης Αμυλο : Δεσμοί α-1,4 χωρις διακλαδώσεις (αμυλόζη) και με διακλαδώσεις α-1,6 κάθε 30 γλυκόζες (αμυλοπηκτίνη) Κυτταρίνη : Δεσμοί β-1,4 χωρίς διακλαδώσεις.

13 Η Υδρόλυση των Πολυσακχαριτών Γλυκογόνο με την διαδικασία της γλυκογονόλυσης στο ήπαρ δίνει Γλυκόζη Αμυλο α-ΑΜΥΛΑΣΗ Μαλτόζη ΜΑΛΤΑΣΗ Γλυκόζη Κυτταρίνη ΚΥΤΤΑΡΙΝΑΣΕΣ Γλυκόζη (δεν διασπάται στον άνθρωπο)

14 Αλλοι σημαντικοί πολυσακχαρίτες Χονδροιτίνες Α,C ( δομικά συστατικά των χόνδρων) Υπαρίνη (Στους πνευμονες και στις αρτηρίες, παρεμποδίζει την πήξη του αίματος, αντιθρομβωτικό) Υαλουρονικό οξύ ( συστατικό του αρθρικού υγρού)

15

16 O Mεταβολισμός της Γλυκόζης

17 Η Γλυκογονογένεση Oταν η συγκέντρωση της γλυκόζης στο αίμα είναι > 90 mg% (5 mM) με τη βοήθεια τη ορμόνης Ινσουλίνης του παγκρέατος Κυρίως στο ήπαρ (60-70 gr/kg) και στους μύς (10-20 gr/kg) Συνολικά περίπου 500-600 gr γλυκογόνου υπάρχουν στο σώμα.

18 H Γλυκογονόλυση Οταν η γλυκόζη στο αίμα < 90 mg% με τη βοήθεια της ορμόνης Γλυκαγόνης του παγκρέατος Αποκλειστικά στο ήπαρ, λόγω του ενζύμου της φωσφατάσης. Σε 24 ώρες νηστείας το γλυκογόνο στο ήπαρ ελαττώνεται σε 10 gr/kg

19 Η συγκέντρωση της γλυκόζης στο αίμα 80 - 120 mg% ή 4.4 - 6.7 mM Ρυθμίζεται με την διαδικασία σύνθεσης και διάσπασης του γλυκογόνου στο ήπαρ. Ποσότητα γλυκόζης στο σώμα : 20 gr στα υγρά και 190 gr από το γλυκογόνο, δηλ. συνολικά 210 gr Καθημερινή απαίτηση σε γλυκόζη : 120 gr o εγκέφαλος και 40 gr το υπόλοιπο σώμα, δηλ. συνολικά 160 gr

20 Διακύμανση της περιεκτικότητας του ηπατικού γλυκογόνου το 24ωρο

21 Η Γλυκόλυση Γλυκόζη + 2 ADP + 2 Pi + 2 NAD + 2 Πυροσταφυλικό + 2 ΑΤP + 2 NADH + 2 H + + H 2 O 1 μόριο Γλυκόζης δίνει 2 μόρια ΑΤΡ Σε αερόβιες συνθήκες το πυροσταφυλικό μετατρέπεται σε ακετυλο-CoA και εισέρχεται στο κύκλο του Krebs και στην οξειδωτική φωσφορυλίωση Σε αναερόβιες συνθήκες (έντονη μυική εργασία) το πυροσταφυλικό μετατρέπεται σε γαλακτικό οξύ Το NADH μετατρέπεται πάλι σε NAD + Α) αερόβια στην οξειδωτική φωσφορυλίωση Β) αναερόβια κατά την μετατροπή του πυροσταφυλικού σε γαλακτικό.

22 Διαγραμματική παράσταση της Γλυκόλυσης

23

24 H Γλυκονεογένεση Παραγωγή γλυκόζης από μη υδατανθρακικές αρχικές ενώσεις Κυρίως από πυροσταφυλικό, γαλακτικό οξύ, αμινοξέα και γλυκερίνη Γίνεται κυρίως στο ήπαρ και στα νεφρά Απαραίτητη διαδικασία παραγωγής γλυκόζης σε περιόδους ασιτίας > 24 ωρών ή σε εντατική άσκηση Η γλυκόλυση και η γλυκονεογένεση είναι περίπου δύο αντίστροφες πορείες.

25 Ο ΚΥΚΛΟΣ ΤΟΥ ΚΙΤΡΙΚΟΥ ΟΞΕΟΣ ή ΚΥΚΛΟΣ ΤΟΥ KREBS H τελική κοινή πορεία για την οξείδωση των καυσίμων μορίων (υδατάνθρακες, λιπαρά οξέα, αμινοξέα) Τα περισσότερα καύσιμα μόρια εισέρχονται στον κύκλο με την μορφή του ακετυλο-CoA Σε αερόβιες συνθήκες για τα σάκχαρα στο μιτοχόνδριο: Πυροσταφυλικό + CoA + NAD + CH 3 CO-CoA + CO 2 + NADH

26 Συνοπτική Περιγραφή του κύκλου H ενεργοποιημένη ακετυλο-ομάδα C2 αντιδρά με το οξαλοξικό C4 και δίνει το πρώτο σώμα του κύκλου, το κιτρικό C6 To κιτρικό μετά από 9 διαδοχικές αντιδράσεις δινει πάλι το οξαλοξικό C4 για να συνεχιστεί ο κύκλος.

27 H Στοιχειομετρία του κύκλου του κιτρικού οξεος CH 3 CO-CoA 2 CO 2 + 3 NADH + FADH 2 + GTP Aπό κάθε ενεργοποιημένη CH 3 CO- ομάδα παράγονται 2 CO 2 3 NADH και 1 FADH 2 που οξειδώνονται εν συνεχεία στην οξειδωτική φωσφορυλίωση δίνοντας ΑΤΡ 1 ένωση υψηλής ενέργειας GTP, που αντιστοιχεί σε 1 ΑΤΡ

28 Πολλά σώματα του κύκλου χρησιμοποιούνται στη σύνθεση σπουδαίων σωμάτων. Η αίμη παράγεται από το ηλεκτρυλο-CoA Aμινοξέα από το α- κετογλουταρικό και οξαλοξικό Πυριμιδίνες από το οξαλοξικό

29 ΟΞΕΙΔΩΤΙΚΗ ΦΩΣΦΟΡΥΛΙΩΣΗ ή Αλυσίδα μεταφοράς ηλεκτρονίων ή Αναπνευστική Αλυσίδα ΑΝΑΠΝΟΗ Μία διεργασία παραγωγής ΑΤΡ κατά την μεταφορά των ηλεκτρονίων των NADH και FADH 2 στο Ο 2 Η μεταφορά των ηλεκτρονίων γίνεται σταδιακά μέσω διαφόρων φορέων ηλεκτρονίων (κυρίως κυτοχρωματα) Οι φορείς των ηλεκτρονίων αποτελούν μεγάλα πρωτεινικά σύμπλοκα, που βρίσκονται μέσα στην εσωτερική μεμβράνη των μιτοχονδρίων

30 To Mιτοχόνδριο

31 Η αλληλουχία των φορέων ηλεκτρονίων ΝADH-αναγωγάση Ουβικινολη Κυτοχρωμική αναγωγάση Κυτοχρωμα c Κυτοχρωμική οξειδάση O 2

32 Toπολογία κύκλου Krebs και οξειδωτικής φωσφορυλίωσης

33 Κατά την οξειδωτική φωσφορυλίωση Κάθε NADH παράγει 3 ΑΤΡ και μετατρέπεται σε NAD + NADH NAD + + H + + 2 e - Κάθε FADH 2 παράγει 2 ΑΤΡ και μετατρέπεται σε FAD FADH 2 FAD + 2 H + + 2 e- To O 2 δέχεται τα ηλεκτρόνια και ανάγεται σε Η 2 Ο 1/2 O 2 + 2 H + + 2 e - H 2 O

34 Συνολική Απόδοση της οξείδωσης της Γλυκόζης σε ΑΤΡ 2 ΑΤΡ στη γλυκόλυση 2 ΑΤΡ στο κύκλο του Krebs 32 (ή 34) ΑΤΡ στην οξειδωτική φωσφορυλίωση 36 (ή 38) ΑΤΡ συνολικά ανά γλυκόζη

35 Απόδοση Μεταβολικής Ενέργειας 32 ΑΤΡ / Γλυκόζη

36 Ειδικοί αναστολείς και Αποσυζευκτές της οξειδωτικής φωσφορυλίωσης Οι αναστολείς είναι ισχυρά τοξικές ουσίες, διότι διακόπτουν την ροή των ηλεκτρονίων ΗCN (LD=50 mg), CN - CO, N 3 - Ροτενόνη Αμυτάλη Αντιμυκίνη Οι αποσυζευκτές αυξάνουν τον μεταβολισμό χώρις αντιστοιχη αύξηση παραγωγής ΑΤΡ. Αυξάνεται η θερμογένεση. Εξάντληση και πυρετός 2,4- Δινιτροφαινόλη Πικρικό οξύ

37 Η τοξικότητα του Οξυγόνου Εισπνοή καθαρού οξυγόνου για > 24 ώρες ή Οξυγόνο σε πίεση 5 Αtm επιφέρει το θάνατο Τοξικά είναι τα προιόντα αναγωγής του Ο 2, κυρίως οι πολύ δραστικές ρίζες : Ο 2 -. ΗΟ 2. και το Η 2 Ο 2