Υδατάνθρακες.

Παρουσίαση με θέμα: "Υδατάνθρακες."— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 Υδατάνθρακες

2 ΕΙΣΑΓΩΓΗ Οι υδατάνθρακες είναι τα πιο άφθονα μακρομόρια στη γη
Η φωτοσύνθεση μετατρέπει 100 δισ τόνους CO2 και H2O σε κυτταρίνη και άλλα φυτικά προϊόντα Οι υδατάνθρακες σε ορισμένες περιοχές του πλανήτη είναι τα βασικά συστατικά της δίαιτας Η οξείδωση των υδατανθράκων είναι η κεντρική οδός παραγωγής ενέργειας σε μή φωτοσυνθετικούς οργανισμούς Είναι δομικά και προστατευτικά στοιχεία στα τοιχώματα των βακτηρίων και των φυτών και στους συνδετικούς ιστούς των ζώων Δρούν και σαν σήματα για την ενδοκυτταρική εντόπιση

3 ΜΟΝΟΣΑΚΧΑΡΙΤΕΣ - Ο πιο άφθονος μονοσακχαρίτης είναι η D-γλυκόζη (δεξτρόζη), με έξι άτομα άνθρακα και κυκλική δομή ΟΛΙΓΟΣΑΚΧΑΡΙΤΕΣ – μικρές αλυσίδες μονοσακχαριτών που συνδέονται με γλυκοσιδικούς δεσμούς. Οι κυριότεροι είναι οι δισακχαρίτες (σακχαρόζη, λακτόζη) ΠΟΛΥΣΑΚΧΑΡΙΤΕΣ – πολυμερή με πάνω από 20 μονοσακχαρίτες (κυτταρίνη, γλυκογόνο)

4 ΜΟΝΟΣΑΚΧΑΡΙΤΕΣ Άχρωμα, κρυσταλλικά στερεά, ευδιάλυτα στο νερό, αδιάλυτα σε μή πολικούς διαλύτες, με γλυκιά γεύση Όταν αποτελούνται από 4, 5, 6, και 7 άτομα άνθρακα αποκαλούνται αντιστοίχως τετρόζες, πεντόζες, εξόζες κλπ. Οι εξόζες γλυκόζη και φρουκτόζη είναι οι πιο κοινοί μονοσακχαρίτες στη φύση Οι πεντόζες ριβόζη και δεοξυριβόζη είναι συστατικά του RNA και DNA αντίστοιχα Όλοι οι μονοσακχαρίτες έχουν ασύμμετρα άτομα άνθρακα και συνεπώς είναι οπτικά δραστικά (D-ισομερές και L-ισομερές)

5 ΕΞΟΖΕΣ Οι οργανισμοί περιέχουν ποικίλα παράγωγα εξόζων
Εκτός από τις απλές εξόζες (γλυκόζη, γαλακτόζη, μαννόζη), υπάρχουν υδατανθρακικά παράγωγα στα οποία μια υδροξυλομονάδα της μητρικής ένωσης έχει αντικατασταθεί με μια αμινομάδα Το παράγωγο είναι συστατικό πολλών δομικών πολυμερών, όπως το τοίχωμα των βακτηρίων

6 ΦΩΣΦΟΡΥΛΙΩΜΕΝΑ ΣΑΚΧΑΡΑ
Συχνά, κατά την σύνθεση και μεταβολισμό των υδατανθράκων, τα ενδιάμεσα είναι τα φωσφορυλιωμένα παράγωγα των σακχάρων Προκύπτουν από τη συμπύκνωση του φωσφορικού οξέος με μια από τις υδροξυλομάδες του σακχάρου Τα φωσφορυλιωμένα παράγωγα έχουν αρνητικό φορτίο και συμμετέχουν στα νουκλεοτίδια Λόγω φωσφορυλίωσης, παγιδεύονται στο εσωτερικό του κυττάρου λόγω έλλειψης μεμβρανικών μεταφορέων

7 ΔΙΣΑΚΧΑΡΙΤΕΣ Οι δισακχαρίτες (μαλτόζη, λακτόζη, σακχαρόζη) αποτελούνται από δύο μονοσακχαρίτες που συνδέονται με ένα Ο-γλυκοσιδικό δεσμό Η μαλτόζη αποτελείται από δύο μόρια γλυκόζης Η λακτόζη αποτελείται από γαλακτόζη και γλυκόζη φυσιολογικά υπάρχει μόνο στο γάλα Η σακχαρόζη (κοινή ζάχαρη) αποτελείται από γλυκόζη και φρουκτόζη και σχηματίζεται μόνο στα φυτά μέσω της φωτοσύνθεσης

8 ΠΟΛΥΣΑΚΧΑΡΙΤΕΣ Στη φύση, οι περισσότεροι υδατάνθρακες είναι υπό μορφή πολυσακχαριτών Λέγονται και γλυκάνες Διαφέρουν μεταξύ τους ως προς τις μονοσακχαριτικές μονάδες, το μήκος των αλυσίδων τους, το είδος των δεσμών που συνδέουν τις μονάδες και το βαθμό διακλάδωσης Ομοπολυσακχαρίτες – μόνο ένα είδος πολυμερούς. πχ άμυλο και γλυκόγόνο, κυτταρίνη, χιτίνη Ετεροπολυσακχαρίτες – δύο ή περισσότερα είδη πολυμερούς. πχ η πεπτιδογλυκάνη αποτελείται από δύο εναλλασσόμενους μονοσακχαρίτες

9 ΠΟΛΥΣΑΚΧΑΡΙΤΕΣ Αντίθετα από τις πρωτεΐνες, οι πολυσακχαρίτες δεν έχουν καθορισμένο μοριακό βάρος Η σύνθεσή τους δεν γίνεται βάση εκμαγείου και τα ένζυμα που καταλύουν τον πολυμερισμό δεν έχουν σημείο τερματισμού της συνθετικής διεργασίας Ορισμένοι είναι αποθηκευτικές μορφές καυσίμων (άμυλο στα φυτά και γλυκογόνο στα ζώα) Εντοπίζονται ενδοκυτταρικά σαν κοκκία. πχ το γλυκογόνο υπάρχει στο συκώτι και στους γραμμωτούς μύες σε κοκκία

10 ΑΠΟΤΑΜΙΕΥΤΙΚΟΣ ΡΟΛΟΣ Οι πιο σημαντικοί αποθηκευτικοί πολυσακχαρίτες είναι το άμυλο στα φυτά και το γλυκογόνο στα ζώα Το γλυκογόνο, ενώ αποτελείται από γλυκόζες όπως και το άμυλο, διαφέρει στη δομή του, γιατί είναι πολύ περισσότερο διακλαδισμένο και πιο συμπαγές Όταν το γλυκογόνο χρησιμοποιείται ως πηγή ενέργειας, μονάδες γλυκόζης αφαιρούνται μια μια από τα άκρα Τα ένζυμα που αποδομούν τους υδατάνθρακες λειτουργούν ταυτόχρονα σε πολλούς κλάδους, επιταχύνοντας τη μετατροπή του πολυμερούς σε μονοσακχαρίτες Το γλυκογόνο και το άμυλο προσλαμβάνονται με τη δίαιτα και υδρολύονται από τις αμυλάσες Τα ένζυμα αυτά βρίσκονται στο σάλιο και στις εντερικές εκκρίσεις και διασπούν τους γλυκοσιδικούς δεσμούς μεταξύ των μονάδων γλυκόζης

11 ΔΟΜΙΚΟΣ ΡΟΛΟΣ Η κυτταρίνη είναι μια ινώδης, σκληρή ουσία, αδιάλυτη στο νερό, που υπάρχει στο κυτταρικό τοίχωμα των φυτών Αντιπροσωπεύει μεγάλο μέρος της μάζας του ξύλου και του βαμβακιού Είναι γραμμικός, μή διακλαδισμένος πολυσακχαρίτης, που αποτελείται από 15,000 μονάδες γλυκόζης Ο άνθρωπος και τα σαρκοφάγα ζώα δεν μπορούν να τη χρησιμοποιήσουν ως πηγή ενέργειας επειδή δεν έχουν το ένζυμο για την υδρόλυση των δεσμών μεταξύ των μονάδων Οι τερμίτες διαθέτουν το ένζυμο και καταστρέφουν τα ξύλα λόγω του ότι έχουν αναπτύξει συμβιωτική σχέση με άλλο μικροοργανισμό στο έντερό τους που παράγει κυτταρινάση Η χιτίνη είναι επίσης δομικός, γραμμικός πολυσακχαρίτης και είναι το κύριο συστατικό του σκληρού εξωσκελετού στα αρθρόποδα (έντομα, αστακοί, καβούρια)

12 ΤΡΙΣΔΙΑΣΤΑΤΗ ΔΟΜΗ ΤΩΝ ΠΟΛΥΣΑΚΧΑΡΙΤΩΝ
Υπομονάδες με συμπαγή δομή την οποία υπαγορεύουν ομοιοπολικοί δεσμοί Σχηματίζονται τρισδιάστατες μακρομοριακές δομές που σταθεροποιούνται από δεσμούς υδρογόνου, υδρόφοβες αλληλεπιδράσεις και ηλεκτροστατικές αλληλεπιδράσεις Η παρουσία των υδροξυλομάδων προωθεί την δημιουργία δεσμών υδρογόνου Το άμυλο και το υδρογόνο δημιουργούν περιελιγμένες έλικες Η κυτταρίνη δημιουργεί δομές ‘ανάκλινδρου’ σε ευθείες αλυσίδες και υπερμοριακές ινές

13 ΚΥΤΤΑΡΙΚΟ ΤΟΙΧΩΜΑ ΒΑΚΤΗΡΙΩΝ
Το κυτταρικό τοίχωμα των βακτηρίων περιέχει δομικούς πολυσακχαρίτες που υδρολύονται από το ένζυμο λυσοζύμη Η λυσοζύμη υπάρχει στα δάκρυα ως αμυντικό μέσο εναντίον βακτηριακών λοιμώξεων του ματιού Η πενικιλλίνη θανατώνει τα βακτήρια αναστέλλοντας τη σύνθεση των συνδέσεων μεταξύ των αλυσίδων στους πολυσακχαρίτες. Έτσι το τοίχωμα εξασθενεί και δεν αντέχει την ωσμωτική πίεση

14 ΑΛΛΑ ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑΤΑ ΠΟΛΥΣΑΚΧΑΡΙΤΩΝ
Το εξωκυττάριο στρώμα αποτελείται από ένα πλέγμα ετεροπολυσακχαριτών και πρωτεϊνών όπως το κολλαγόνο, την ελαστίνη, και την ινωδενεκτίνη Αυτοί οι γραμμικοί ετεροπολυσακχαρίτες ονομάζονται γλυκοζαμινογλυκάνες Όταν συνδέονται με τις πρωτεΐνες, ονομάζονται πρωτεογλυκάνες Παραδείγματα γλυκοζαμινογλυκάνων στο: Αρθρικό υγρό (λιπαντικό) Υδατοειδές του ματιού (ζελατινώδης υφή) Χόνδροι και τένοντες (ισχύ και ελαστικότητα) Δέρμα (ελαστικότητα) Κέρατα, τρίχες, νύχια Ηπαρίνη (φυσικό αντιπηκτικό)

15 ΣΥΖΕΥΓΜΕΝΑ ΣΑΚΧΑΡΑ Ορισμός: Ρόλος: Κατηγορίες:
υδατάνθρακας συζευγμένος με πρωτεΐνη ή λιπίδιο Ρόλος: Είναι φορείς πληροφοριών Σήματα που καθορίζουν τον προορισμό πρωτεϊνών Μεσολαβούν στις αλληλεπιδράσεις των κυττάρων Πήξη αίματος Επούλωση τραυμάτων Κατηγορίες: Πρωτεογλυκάνες (κυτταρική επιφάνεια, εξωκυττάριο στρώμα, συνδετικός ιστός) Γλυκοπρωτεΐνες (εξωτερική επιφάνεια κυτταρικής μεμβράνης, αίμα) Γλυκολιπίδια (μεμβρανικά λιπίδια με ολιγοσακχαρίτες κεφαλές)

16 ΓΛΥΚΟΖΗ Η γλυκόζη που συνήθως αποκαλείται ως ζάχαρο του αίματος, αποτελεί βασικό στοιχείο για την παραγωγή ενέργειας απαραίτητης για την επιβίωσή μας. Τα επίπεδα ζαχάρου αίματος ψηλότερα από τα κανονικό, της τάξης του 150 έως 200 mg/dl, είναι ικανά να προκαλούν προβλήματα.

17 ΔΙΕΡΕΥΝΗΣΗ ΤΩΝ ΔΙΑΤΑΡΑΧΩΝ ΤΩΝ ΥΔΑΤΑΝΘΡΑΚΩΝ
Η ψηλή συγκέντρωση γλυκόζης στο αίμα μπορεί να επιφέρει προβλήματα και κίνδυνους τόσο βραχυπρόθεσμα όσο και μακροπρόθεσμα. Διαβήτη Απώλεια όρασης, τύφλωση Νεφρική ανεπάρκεια Ακρωτηριασμούς Καρδιακές παθήσεις Εγκεφαλικά επεισόδια

18 ΔΙΑΒΗΤΗΣ Ο διαβήτης είναι μια ασθένεια του μεταβολισμού που δημιουργείται όταν ο οργανισμός μας δεν παράγει ινσουλίνη ή όταν δεν χρησιμοποιεί σωστά την ορμόνη αυτή. Η ινσουλίνη βοηθά τη γλυκόζη να εισέρχεται στα κύτταρα για να χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή ενέργειας.

19 Επίσης, οι διαβητικοί ασθενείς απειλούνται όχι μόνο από άμεσα προβλήματα που δημιουργεί η ψηλή γλυκόζη στο αίμα αλλά και από μακροχρόνιες επιπλοκές που οφείλονται στις αλλοιώσεις στους ιστούς που δημιουργούνται λόγω της χρόνιας ύπαρξης ψηλών επιπέδων γλυκόζης στο αίμα.

20 ΙΝΣΟΥΛΙΝΗ Παράγεται από τα β-κύτταρα των νησιδίων του Langerhans του παγκρέατος Συμμετέχει μαζί με τη γλυκαγόνη στη ρύθμιση του σακχάρου του αίματος Συντίθεται αρχικά υπό την μορφή προορμόνης, της προ-ινσουλίνης Η έκκρισή της διεγείρεται από την αύξηση της στάθμης της γλυκόζης του αίματος, όπως χαρακτηριστικά συμβαίνει μετά από γεύμα, από ορμόνες του γαστρεντερικού συστήματος, που συμμετέχουν στη διαδικασία της πέψης, αλλά και από ορισμένα αμινοξέα της τροφής

21 ΙΝΣΟΥΛΙΝΗ Απομακρύνει τη γλυκόζη από το αίμα, προάγοντας την αποταμίευσή της με τη μορφή του γλυκογόνου Αναστέλλει τη γλυκονεογένεση στο συκώτι - δηλαδή τη διαδικασία μετατροπής των αμινοξέων σε γλυκόζη, που πυροδοτείται σε καταστάσεις νηστείας Στο λιπώδη ιστό, δρα επίσης αποταμιευτικά, επάγοντας τη σύνθεση των τριγλυκεριδίων και τη μετατροπή της περιττής γλυκόζης σε λίπος Επάγει την πρόσληψη των αμινοξέων από τα κύτταρα και τη διεργασία της πρωτεϊνοσύνθεσης

22 ΣΑΚΧΑΡΩΔΗΣ ΔΙΑΒΗΤΗΣ ΤΥΠΟΥ Ι
Ονομάζεται και ινσουλινοεξαρτώμενος διαβήτης Υπάρχει έλλειψη ινσουλίνης, λόγω καταστροφής των νησιδίων του Langerhans του παγκρέατος Η ινσουλίνη χορηγείται εξωγενώς με υποδόριες ενέσεις εφ’όρου ζωής, προκειμένου να αποφευχθεί το επικίνδυνο για τη ζωή διαβητικό κώμα

23 ΣΑΚΧΑΡΩΔΗΣ ΔΙΑΒΗΤΗΣ ΤΥΠΟΥ ΙΙ
Ονομάζεται και μη ινσουλινοεξαρτώμενος διαβήτης Παρατηρείται αντίσταση στη δράση της ινσουλίνης στους περιφερικούς ιστούς, με αποτέλεσμα την υπεργλυκαιμία Η συνηθέστερη μορφή διαβήτη που παρατηρείται σε ενήλικες

24 Τα κυριότερα συμπτώματα του διαβήτη στα αρχικά στάδια είναι τα ακόλουθα:
Έντονη δίψα και πείνα Συχνή διούρηση Πληγές και έλκη που δεν αποθεραπεύονται εύκολα Δέρμα που είναι ξηρό και παρουσιάζει φαγούρα Ανεξήγητη απώλεια βάρους Προβλήματα στην όραση που επιδεινώνονται Ασυνήθιστη κούραση και νύστα Μυρμηγκιάσματα και μουδιάσματα στα πόδια και στα χέρια Συχνές και επαναλαμβανόμενες μολύνσεις, ιδιαίτερα με μύκητες στο δέρμα, στα ούλη, στο γεννητικό σύστημα και στην ουροδόχο κύστη

25 Οι παράγοντες που συσχετίζονται με αυξημένο κίνδυνο για διαβήτη είναι οι ακόλουθοι:
Ηλικία 45 ετών ή μεγαλύτερη Οικογενειακό ιστορικό διαβήτη ανεξάρτητα από την ηλικία Υπερβολικό βάρος σώματος ή παχυσαρκία Καθιστική ζωή με λίγη σωματική άσκηση Ψηλή πίεση Καλή χοληστερόλη HDL χαμηλή στο αίμα Ψηλά τριγλυκερίδια αίματος Διαβήτης κατά την εγκυμοσύνη ή γυναίκα που γέννησε παιδί υπέρβαρο με βάρος σώματος μεγαλύτερο από 4 κιλά Γυναίκες με σύνδρομο πολυκυστικών ωοθηκών Ιστορικό με παθήσεις της καρδιάς, του εγκεφάλου ή των κάτω μελών Άτομα με παθήσεις δέρματος όπως μελανίζουσα ακάνθωση, πάθηση που χαρακτηρίζεται από παχύ δέρμα, σκούρου χρώματος κοντά στο λαιμό και στις μασχάλες Τιμές γλυκόζης αίματος εκτός των κανονικών ορίων

26 ΣΥΜΠΤΩΜΑΤΑ Η συνεχής αύξηση της γλυκόζης στο αίμα επηρεάζει αρνητικά το ανοσολογικό σύστημα - ευπάθεια στις μολύνσεις από διάφορους μικροοργανισμούς βακτηρίδια ή μύκητες Όταν η συγκέντρωση της γλυκόζης αυξάνεται, οι νεφροί δεν είναι σε θέση να τη συγκρατούν με αποτέλεσμα να διαφεύγει μια ποσότητα γλυκόζης στα ούρα. Η γλυκόζη μαζί της παρασύρει και νερό, προκαλώντας έτσι αύξηση της συχνότητας και όγκου της διούρησης (συχνουρία, πολυουρία), δίψα και αφυδάτωση. Αυτό συνοδεύεται και από στέρηση ενέργειας που απαιτείται από τα κύτταρα για τη λειτουργία και επιβίωση τους.

27 ΣΥΜΠΤΩΜΑΤΑ Η έλλειψη ενέργειας των κυττάρων προκαλεί αύξηση της όρεξης αλλά με ταυτόχρονη απώλεια βάρους παρά το γεγονός ότι ο ασθενής τρώει πολύ μυϊκή αδυναμία, η κούραση και η γενική κατάπτωση Η ψηλή γλυκόζη στο αίμα προκαλεί αλλοιώσεις στην κατανομή των υγρών στον οργανισμό φακό του ματιού – καταρράκτης διαταραχές του εγκεφάλου με σύγχυση, συμπτώματα εγκεφαλικού επεισοδίου, σπασμούς ή ακόμη και κώμα

28 ΣΥΜΠΤΩΜΑΤΑ Σοβαρές αλλοιώσεις στα αιμοφόρα αγγεία που μπορούν να προκαλέσουν καρδιακή προσβολή, εγκεφαλικό επεισόδιο, ακρωτηριασμούς, νεφρική ανεπάρκεια, τύφλωση, νευροπάθεια και σεξουαλικά προβλήματα

29 ΤΕΣΤ ΑΝΟΧΗΣ ΤΗΣ ΓΛΥΚΟΖΗΣ ΑΠΟ ΤΟ ΣΤΟΜΑ
Διαγνωστικό τεστ που χρησιμοποιείται για τη διάγνωση του διαβήτη ή διαταραχών στο μεταβολισμό της γλυκόζης Ο ασθενής πρέπει για 2 μέρες να παίρνει τροφή πλούσια σε υδατάνθρακες και δεν πρέπει να παίρνει φάρμακα όπως αντισυλληπτικά, ορμόνες, διουρητικά ή μεγάλες δόσεις σαλικυλικών Μένει νηστικός καθ’ όλη τη διάρκεια της προηγούμενης νύκτας αλλά μπορεί να πίνει όσο νερό επιθυμεί

30 ΔΙΕΞΑΓΩΓΗ ΤΟΥ ΤΕΣΤ Δίδεται από το στόμα μια συγκεκριμένη ποσότητα (300 ml) διάλυμα γλυκόζης (1g/Kg weight) Λαμβάνονται δείγματα αίματος σε σωληνάρια με αντιπηκτικό φθοριούχου νατρίου σε συγκεκριμένες χρονικές στιγμές: σε 30, 60, 120 και 180 λεπτά

31 ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ Διαβήτη: στο πρώτο δείγμα αίματος η γλυκόζη είναι πάνω από τα φυσιολογικά όρια, σε 30 λεπτά έχουμε πολύ μεγάλη αύξηση και το επίπεδο γλυκόζης στο αίμα εξακολουθεί να είναι ψηλό και στο δείγμα της 2ης ώρας Λανθάνοντα διαβήτη: στο πρώτο δείγμα αίματος το επίπεδο της γλυκόζης είναι φυσιολογικό ή στο ανώτερο φυσιολογικό όριο. Στο δείγμα της 1ης ώρας, η γλυκόζη είναι πάνω από 170 mg/dl και δεν επανέρχεται στα φυσιολογικά όρια ούτε στο δείγμα της 2ης ώρας Σύνδρομο εντερικής δυσαπορρόφησης: δεν παρατηρείται αλλαγή στα επίπεδα της γλυκόζης στο αίμα Νόσο του παγκρέατος: η αυξημένη παραγωγή ινσουλίνης λόγω υπερπλασίας ή καρκίνου του παγκρέατος οδηγούν σε αναλλοίωτα επίπεδα της γλυκόζης στο αίμα