Biochmia Biochmia sa nachdza na hranici medzi biolgiou
Biochémia
• Biochémia sa nachádza na hranici medzi biológiou a chémiou z čoho vychádza i samotný názov biochémia. Táto vedná disciplína približuje chemickú podstatu fyziologických procesov v živých organizmoch. Za prvopočiatok biochémie je najčastejšie považované obdobie roku 1828, kedy nemecký chemik Friedrich Wöhler syntetizoval jednoduchú organickú látku (močovinu UREA) z anorganických látok kyanátu draselného a síranu amónneho. Vďaka tomu dokázal rovnaký chemický pôvod živých i neživých organizmov, a teda, že aj z anorganických látok je možné pripraviť rovnaké látky, ako sa nachádzajú v živej prírode
Schéma živočíšnej bunky Organely: (1) jadierko (2) jadro (3) ribozóm (4) (membránový vačok), (5) drsné endoplazmatické retikulum (ER), (6) Golgiho aparát, (7) cytoskelet, (8) hladké ER, (9) mitochondria, (10) vakuola, (11) (ostatná) cytoplazma, (12) lyzozóm, (13) centrioly
Schéma transportu O 2 a CO 2 CO 2
Vybrané pojmy • Každá organická látka má odlišný obsah energetického potenciálu – ENERGETICKÝ EKVIVALNT a tiež iný pomer spotrebovaného kyslíka k uvoľnenej energii (Q) : • Q= C. VO 2 • kde C je termický koeficient kyslíka, predtým vyjadrovaný v kcal, teraz v k. J (1 kcal = 4, 18 k. J). VO 2 predstavuje množstvo spotrebovaného kyslíka. Energetický ekvivalent teda množstvo energie získané pri spotrebovaní litra kyslíka je pre sacharidy 21, 1 k. J, pre lipidy 19, 6 k. J a pre proteíny 18, 8 k. J.
Metabolizmus
Metabolizmus • Látková premena alebo metabolizmus (z gr. metabolismos – zmena) je súbor všetkých biochemických zmien chemických zlúčenín v živých organizmoch a bunkách. Pod pojem metabolizmus zahŕňame všetky chemické procesy, ktoré prebiehajú v tele za účelom vytvorenia energie, aby udržiavali základné funkcie.
Metabolizmus Aeróbný aktivity, ktoré potrebujú k životu kyslík Anaeróbný aktivity, ktoré kyslík nevyužívajú
Metabolizmus • Aeróbny • Anaeróbny
Laktát • Kyselina mliečna (C 3 H 6 O 3) ako silná kyselina okamžite totiž disociuje na laktátový anión – La (C 3 H 5 O 3) a vodíkový katión (H+), ktorého zvýšená koncentrácia je vlastnou príčinou metabolickej acidózy (zakyselenia) vnútorného prostredie organizmu.
Metabolizmus A. katabolické dráhy, katabolizmus súhrn rozkladných pochodov vedúcích k zisku energie a stavebných látok pre organizmus produkcia energie B. anabolické dráhy, anabolizmus súhrn syntetických pochodov vedúcích k vzniku nových, zložitejších chemických látok spotreba energie
Anabolizmus a katabolizmus Anabolizmus Látky chemicky jednoduchšie + energia syntéza Katabolizmus rozklad Látky chemicky složitejšie Anabolické reakcie sú predovšetkým endergonické (energiu sportebúvajú). Katabolické reakcie sú predovšetkým exergonické (energiu produkujú).
Katabolizmus • Glykolýza – odbúravanie cukrov • Krebsov cyklus • Odbúravanie karboxilových kyselín – β oxidácia Lynenova špirála
Respiračný kvocient (RQ) • je to pomer medzi objemom CO 2 (Vco 2) vytvoreného v organizme a objemom spotrebovaného O 2 (VO 2) za jednotku času pri ustálenom stave.
Homeostáza • je stav, pri ktorom vnútorné prostredie živého organizmu zostáva v určitých limitoch, ktoré umožňujú jeho normálne fungovanie.
Pufry • kde A je báza a HA kyselina • Nárazníkové systémy, kt. udržiavajú stálosť p. H.
Mitochondria = energetické centrum bunky
Adenozíntrifosfát (ATP) • ATP predstavuje primárny zdroj energie pre bunku
Adenozíndifosfát (ADP)
Základné reakcie obnovy ATP • Hydrolýza ATP – prvé sekundy: • ATP + H 2 O → ADP + H 3 PO 4 + 31 k. J na mol ATP • Regenerácia ATP z kreatínfosfátu – približne do 20 sekundy: • kreatínfosfát + ADP = ATP + kreatín + 43 k. J na 1 mol kreatinfosfátu • Anaeróbna glykolýza – anaeróbny rozklad glukózy, od vyčerpania kreatínfosfátu 20 – 30 s do 60 – 80 s: • glukóza + 2 ATP (al. glukóza + ATP)→ 2 laktát + 4 ATP • Aeróbna glykolýza – aeróbny rozklad glukózy (po 60 – 80 sekundách) • glukóza + 2 ATP(alebo glykogén + ATP)(+O 2) → 6 CO 2 + 6 H 2 O + 38 ATP • Lipolýza – aeróbny rozklad tukov (po vyčerpaní glukogénu po 60 - 80 min) • 1 mol voľných mastných kyselín (+ O 2) → CO 2 + H 2 O + ATP
ZÁKLADNÉ CHEMICKÉ LÁTKY A ICH FUNGOVANIE V ŽIVOM ORGANIZME
Voda = H 2 O muži 62 % novorodenci 76 -78 % ženy 62 % polročné dieťa 72% muži po 60 r. 54% jednoročné dieťa 65% ženy po 60 r. 46%
Podiel vody v orgánoch ľudského tela Krv 91 % Tráviace šťavy 96 % Plazma 90 % Mozog 81 % Chrupavky 55 % Slezina 76 % Svaly 75 % Kosti 13 % Pľúca 80 % Zuby 10 % Sliny 95 %
Typy roztokov • Hypotonický roztok • Hypertonický roztok • Izotonický roztok
Osmolalita • P=R. T. c
Fotosyntéza 6 CO 2 + 12 H 2 O → C 6 H 12 O 6 + 6 O 2 + 6 H 2 O zjednodušene 6 CO 2 + 6 H 2 O → C 6 H 12 O 6 + 6 O 2
Sacharidy • V minulosti, ale aj súčasnosti sa pre túto skupinu látok používali mnohé výrazy, ako napríklad cukry, glycidy, uhľohydráty, či uhľovodany. Sacharidy rozdeľujeme na: • monosacharidy a ich deriváty jednoduché cukry, • oligosacharidy a ich deriváty – cukry vznikajúce z menšieho počtu maximálne 10 – 12 monosacharidov, • polysacharidy a ich deriváty – makromolekulové látky zložené z väčšieho počtu monosacharidov • heteroglykozidy – skladajú sa z glycidovej zložky a necukrovej zložky tzv. aglykónu.
• vo svaloch (280 g) a v pečeni (45 g) (najčastejším sacharidom v ľudskom organizme je glukóza)
Názvoslovie sacharidov • Koncovka: • óza • ulóza (ketonické cukry)
Monosacharidy • patria medzi najjednoduchšie sacharidy. Ide o aldehydy alebo ketóny, ktoré obsahujú 2 a viac hydroxylových skupín. Empirický vzorec mnohých monosacharidov je (CH 2 O)m. Podľa funkčnej skupiny ich delíme na aldózy (funkčná skupina –CHO) a ketózy (funkčná skupina C=O). Najjednoduchšie sú tie s troma uhlíkmi (triózy, m = 3), a to glyceraldehyd (aldóza) a dihydroxyacetón (ketóza).
Glukóza existuje v dvoch podobách a to ako Dglukóza (vyskytujúca sa v prírode), nazývaná aj dextróza a jej zrkadlový obraz, L-glukóza.
Oligosacharidy – di; tri sacharidy • Di; tri sacharidy pozostávajú z dvoch (troch) monosacharidov spojených O glykozidovou väzbou. Tri najčastejšie sa vyskytujúce disacharidy sú sacharóza, laktóza a maltóza.
Polysacharidy • Vyšší počet molekúl monosacharidov. • Väčšina glukózových jednotiek v glykogéne je spojená α 1, 4 glykozidovou väzbou. Rozvetvenia sú tvorené β 1, 6 glykozidovou väzbou, ktorá sa vyskytuje približne po každých 10 jednotkách glukózy.
Heteroglykozidy • Obsahujú cukrovú a necukrovú (aglykón) zložku.
TUKY
Tuky • Lipidy, alebo vo verejnosti zaužívanejšie – tuky, sú zlúčeniny uhlíka, vodíka a malého množstva kyslíka, pričom obsahujú tiež esenciálne mastné, kyseliny a niektoré v tukoch rozpustné vitamíny (A, D , E , F, K). Ako najtypickejší tuk by sa dal označiť triglicerol (ktorý je tvorený tromi mastnými kyselinami a tie sú prepojené s glycerolom). V priemere sa nachádza v našom organizme 15 % tukov u mužov a 25 % u žien, čo predstavuje približne 200 MJ
Lipidy rozdeľujeme na: • 1) jednoduché: mastné kyseliny a ich metabolity, • steroly, • estery cholesterolu a mastných kyselín, • estery glycerolu a mastných kyselín, • estery vyšších jednosýtnych mastných kyselín a vyšších jednosýtnych alkoholov; • 2) zložené lipidy: okrem alkoholov a mastných kyselín obsahujú aj ďalšie látky.
• V priemere sa nachádza v našom organizme 15 % tukov u mužov a 25 % u žien, čo predstavuje približne 200 MJ.
• Tuky svojou energetickou hodnotou (keď spálením jedného g tuku získame 37, 7 k. J (9 kcal), čo je približne dvakrát viac, ako sme schopní získať z jedného kg sacharidov) sú oveľa energeticky bohatšie, avšak ich využiteľnosť je oveľa náročnejšia na kyslík. • Na lepšie pochopenie by nám mohli pomôcť nasledovná rovnice : • C 6 H 12 O 6 + 6 O 2 = 6 CO 2 + 6 H 2 O • Ako vidíme pri metabolizme sacharidov (je respiračný kvocient) R=1, ale pri tukoch bude táto hodnota podstatne nižšia, keďže tie obsahujú oveľa menej kyslíka. • C 57 H 110 O 6 + 81, 5 O 2 = 57 CO 2 +55 H 2 O a teda R=57: 81, 5 = 0, 7
• v desiatej minúte zaťaženia je podiel energetického krytia 61 % sacharidov ku 39 % tuku, po 120 minútach sa tento pomer mení v prospech tukov, keď sacharidy sa podieľajú na energetickom krytí len 33 %, ale tuky až 67 %.
• Biologický polčas obmeny pečeňového tuku je 1 2 dní, zatiaľ čo podkožného 15 20 dní Žena Muž Obezita 33% a viac 26% a viac Nadváha 28% 33% 21% 26% Normálne hodnoty 17% 28% 12% 21% Štíhlosť menej ako 17% menej ako 12%
Glukóza ako zdroj energie 6 C 6 H 12 O 6 + 6 O 2 = 6 CO 2 + 9 H 2 O + energia CO 2 R = = 1 O 2 Energetická hodnota (energia z gramu látky) = 3, 7 kcal/g Energetický ekvivalent (energia pri spotrebovaní litra O 2) = 4, 98 kcal/l
Tuky (palmitát) ako zdroj energie C 16 H 32 O 2 + 23 O 2 = 16 CO 2 + 16 H 2 O + energia CO 2 R = = 0, 69 O 2 Energetická hodnota (energia z gramu látky) = 9, 3 kcal/g Energetický ekvivalent (energia pri spotrebovaní litra O 2) = 4, 65 kcal/l
Cholesterol • LDL („zlý“) je skratka pre anglický výraz "low density lipoprotein" a v preklade znamená lipoproteín s nízkou hustotou. LDL častice majú za úlohu transportovať cholesterol do tkanív a takto ich zásobovať • HDL („dobrý“) je skratka pre anglický názov "high density lipoprotein" a znamená lipoproteín s vysokou hustotou. Môžeme povedať, že HDL častice plnia opačnú funkciu transportujú nadbytočný cholesterol z tkanív do pečene, kde sa vylučuje do žlče a premieňa na žlčové kyseliny potrebné pri trávení tukov.
• Odporúčané hodnoty „zlého" LDL cholesterolu sa pohybujú okolo 3 mmol. l-1 a hladina vyššia než 4, 1 mmol. l-1 je už považovaná za vysoké riziko rozvoja arterosklerózy. „Dobrý" HDL cholesterol naopak odnáša voľný cholesterol z krvi do pečene, a tak chráni cievy pred jeho usadzovaním. HDL cholesterol pri hodnotách nad 1, 6 mmol. l-1 výrazne znižuje riziko vzniku arterosklerózy.
• Cholesterol je látka tukovej povahy. Pre organizmus je nevyhnutná, pretože je súčasťou každej našej bunky, je základnou stavebnou jednotkou pre niektoré hormóny a na tvorbu žlčových kyselín. Telo si cholesterol z väčšej časti vyrába samo v pečeňových bunkách. Ďalšie zásoby sa do organizmu dostávajú stravou. • Aj keď je cholesterol pre náš organizmus nevyhnutný, nesmieme ho mať krvi nadbytok, pretože jeho zvýšená hladina je jedným z významných rizikových faktorov srdcovo cievnych ochorení. • za normálnu hodnotu považuje hladina celkového cholesterolu v krvi do 5, 0 mmol. l-1.
Bielkoviny • sa skladajú z aminokyselín (vznikajú hydrolýzou, alebo trávením aminokyselín) sa významnou mierou podieľajú na tvorbe svalov. • môžu byť tvorené až 140 aminokyselinami, ale prevažná väčšina bielkovín sa skladá z pomerne malého počtu cca 20 – 24 aminokyselín, ktoré sa podieľajú na stavbe ľudských bielkovín.
• V bielkovinách sú aminokyseliny vzájomne viazané aminoskupinami – NH 2 a karboxylovými skupinami – COOH, amidovou väzbou –NH–CO– (amidy), ktorá sa v prípade proteínov nazýva peptidová väzba. • okrem úlohy tvorby buniek plnia aj úlohu katalytickú (enzýmy), transportnú (hemoglobín), obrannú (protilátky), regulačnú (hormóny), pohybovú (kontrakcia svalových vlákien)
• Aminokyseliny v organizme sú • buď esenciálne (človek ich získava potravou – arginin, histidin, isoleucin, lysin, methionin, phenylalanin, taurin, threonin, tryptofan, valin), • alebo neesenciálne (ľudský organizmus si ich dokáže vytvoriť sám – alanin, asparagin, cystein, glutamin, glycin, karnitin, prolin, serin, tyosin).
Z chemického hľadiska rozlišujeme aminokyseliny : • alifatické • aromatické • heterocyklické
Suplementácia bielkovín
• Nadmerná konzumácia : • • Lupiny Preťaženie prípadne až poškodenie v dôsledku nadmernej tvorby amoniaku a zaplavenie organizmu bielkovinovými zbytkami Preťaženie a poškodenie obličiek, ide o tzv. , pseudouremický syndróm Nebezpečenstvo aterosklerózy, vyvolané zvýšenou hladinou cholesterolu pri dlhodobej konzumácii prevažne bielkovín živočíšneho pôvodu. Tráviace ťažkosti, ako je nafukovanie spôsobené hnilobnou dyspepsou pri rozkladaní bielkovín v čreve. Spracovanie nadmerného objemu bielkovín ochudobňuje organizmus o energiu. Hovoríme tu o tzv. špecificko dynamickom efekte. Ten je daný nutnosťou vynaložiť energiu na spracovanie a hlavne zabudovanie stravou prijatých bielkovín, pričom podobne, ako po požití alkoholu, vzniká teplo. Ľudia konzumujúci nadbytok bielkovín majú dosť energie na udržanie telesnej teploty, čo je výhodou v zime, ale v lete ľahko dochádza k prehrievaniu organizmu. Zvýšená tvorba nitrozamínov a biogenných amínov, ako produktov rozkladu bielkovín v čreve, s ktorým súvisí zvýšené riziko nádorov hrubého čreva. Zvýšená tvorba podkožného, ale i útrobného tuku ketogenné aminokyseliny. Osteoporóza vyvolaná stratami vápnika najmä u žien, ktoré sa predávkujú bielkovinami bez toho, že by výdatne cvičili. Aminokyselinová dysbalancia v prípade nadmernej konzumácie niektorých izolovaných aminokyselín. Akné zhoršenie pleti, ale aj prípadné alergie. Dna bolestivé ochorenie kĺbov, ktoré sa zapália v dôsledku ukladania prebytkov kyseliny močovej. Hrozí všetkým, ktorí konzumujú veľa pečienky, zveriny, sardiniek a kaviáru. • • •
BCAA Branched-chain amino acids (BCAA) = vetvené aminokyseliny
• Ide o skupinu troch (leucín, izoleucín a valín) z ôsmich esenciálnych aminokyselín, ktoré sú potrebné pre vytvorenie proteínu. Zohrávajú dôležitú úlohu pri syntéze bielkovín. Dôvod, prečo sú označované ako rozvetvený reťazec je fakt, že ich štruktúra má „vetvy“ pomimo hlavnej kmeňovej molekuly. Kom binácia týchto troch esenciálnych aminokyselín tvorí približne jednu tretinu kostrového svalstva ľudského tela.
Výživa
Zloženie • 10 15% bielkoviny • 20 30% tuky • 50 65% sacharidy
Raňajky Príjem energie cca 2000 k. J Nutné prijať energiu a tekutiny Vhodný čas 6: 00 – 8: 00 hod.
Klasické raňajky • • Džús 200 ml Cereálie 60 g Nízkotučné mlieko 200 ml Banán 400 k. J 900 k. J 400 k. J 300 k. J • Spolu 2000 k. J
Rýchle raňajky do ruky • 2 rožky celozrnné • 250 ml jogurt 1100 k. J 900 k. J • Spolu 2000 k. J
Netradičné raňajky • Pizza cca ¼ 2000 k. J • Spolu 2000 k. J
Raňajky pre športovca • • Cereálie 100 g Mlieko 200 ml Džús 300 ml Rožok + príloha • Spolu 1500 k. J 600 k. J 1000 k. J 3600 k. J
GLYKEMICKÝ INDEX (GI) GLYCIDOV NÍZKY GI VYSOKÝ GLUKÓZA SACHARÓZA ŠOŠOVICA FAZUĽA KUKURIČNÉ LUPIENKY OVSENÉ VLOČKY MED ZEMIAKY RYŽA CHLIEB
Tvorba jedálnička
• http: //www. vaha. sk/etab kalk
• http: //kucharka. madness. sk/denna potreba tukov a sacharidov. php • http: //kucharka. madness. sk/spalovanie energie kalorii. php • http: //www. mte. cz/bmr. php
Doping
Povolené stimulanty • • Guarana Kofeín Ženšen Taurín • • HMB beta hydroxy beta methylbutyrát Inozín Tribulus Arginín
• Pod pojmom DOPING si laik predstaví len samotné užívanie látok zlepšujúcich výkon športovca. Ide však o komplexný výraz, ktorý zahŕňa i mnohé ďalšie činnosti, nielen použitie zakázanej látky alebo metódy. • Základným dokumentom Svetového antidopingového programu v športe je Svetový antidopingový kódex (Kódex). Ten je zaväzujúci pre všetkých športovcov a definuje doping veľmi jednoducho: • Kódex, Článok 1 DEFINÍCIA DOPINGU Doping je definovaný ako porušenie jedného alebo viacerých antidopingových pravidiel uvedených v článkoch 2. 1 až 2. 8 Kódexu. • Úplne presná a zároveň jednoduchá a krátka definícia dopingu teda neexistuje.
• až 195 zo 198 (98, 5 %) športovcov v USA by bolo ochotných prijať doping a až 50 % by bolo ochotných umrieť (v priebehu 5 rokov) po veľkom víťazstve spojenom s dopingom
Otázky 1. Prišli ste do priameho styku s dopingovými látkami ? 2. Poznáte zoznam zakázaných látok a liečiv ? 3. Užili by ste niekedy zakázanú látku ? 4. Myslíte si, že niektorí súčasní špičkoví športovci užívajú doping ? 5. Stretli ste sa s niekým, o kom ste vedeli, že užíval zakázané látky ? 6. Ktorý šport je podľa vás najviac poznačený dopingom ? 7. Ktorý šport je podľa vás najmenej poznačený dopingom ? OŠG ostatní áno 6% nie 94% áno 0% nie 100% 44% 56% 16% 84% 30% . 70% 14% 86% 100% 0% 98% 2% 74% 26% 40% 60% atletika 88%, silové športy 30%, hry 24% atletika 72 %, úpoly a silové športy 38% hry 66% hry 40% 8. Je podľa vás správne, aby previnilci dostávali doživotný dištanc ? 9. Myslíte si, že dopingové kontroly dokážu 100% odhaliť doping ? 40% 60% 34% 66% 20% 80% 10. Myslíte si, že existuje spôsob na oklamanie dopingového testu ? 82% 18% 86% 14% 11. Existuje podľa vás v niektorých krajinách sveta dopingový program na podporu športovcov danej krajiny ? 88% 12% 90% 10
Enzýmy • Rozdeliť ich môžeme podľa charakteru chemických reakcií do 6 hlavných skupín: • oxidoreduktázy – katalyzujú oxidačno – redukčné procesy, • transferázy – prenášajú rôzne funkčné skupiny, • hydrolázy – katalyzujú hydrolýzu zlúčenín, • lyázy – katalyzujú adičné reakcie k miestu dvojitých väzieb, alebo tvoria väzbu medzi C C, • izomerázy – izomerizujú zlúčeniny, • ligázy vytvárajú nové väzby pri súčasnej spotrebe ATP.
Enzýmy sa skladajú • z apoenzýmu (špecifickej bielkoviny) a koenzýmu (ktorý vykonáva chemickú reakciu)
• Enzýmová reakcia prebieha v niekoľkých reverzibilných stupňoch • Vznik komplexu enzým–substrát – E + S ↔ ES • Aktivácia komplexu enzým–substrát – ES ↔ ES* • Premena substrátu na produkt – ES* ↔ EP • Disociácia enzýmu a produktu – EP ↔ E + P • Po zjednodušení dostaneme kinetickú rovnicu, v ktorej vystupujú rýchlostné konštantny jednotlivých reakcií (k 1, k 2, k 3, k 4): • Na začiatku reakcie predpokladáme, že koncentrácia produktu [P] je veľmi nízka a rýchlosť reakcie bude determinovaná koncentráciou komplexu enzým–substrát [ES] a maximálna bude vtedy, ak sa všetok enzým bude viazať vo forme komplexu ES.
Krebsov cyklus Cyklus kyseliny citrónovej
• acetyl-Co. A + oxalacetát + H 20 --> citrát + Co. A-SH • citrát <--> cis-akonitát <--> isocitrát • isocitrát + NAD+ <--> oxalsukcinát <--> α-ketoglutarát + CO 2 + NADH+H+ • α-ketoglutarát + NAD + + Co. A-SH --> sukcinyl-Co. A + CO 2 + NADH+H + • sukcinyl-Co. A + Pi + ADP <--> sukcinát + ATP + Co. A-SH • • sukcinát + FAD <--> fumarát + FADH 2 fumarát + H 2 O <--> L-malát • L-malát + NAD+ <--> oxalacetát + NADH+H +
Priebeh Krebsovho cyklus • Rozklad cukry, tuky, bielkoviny • Prebieha v matrixe mitochondrií • 8 reakcií
1. • Kyselina oxaloctová kondenzuje s acetyl Co. A za vzniku kyseliny citrónovej
2. • Acetylový zvyšok oxiduje na molekuly CO 2 • A) Dehydrogenácia a dekarboxilácia kyseliny citrónovej na kyselinu 2 oxoglutárovú • B) Dehydrogenácia a dekarboxilácia kyseliny 2 oxoglutárovej na kyselinu oxaloctovú • Druhá reakcia uzatvára cyklus reakcií a súčasne môže kondenzovať na acetyl Co. A → opakovanie reakcií
• Väčšina energie nie je využitá priamo na tvorbu ATP • Využitá je na tvorbu NAD+ a FAD • Vznikajú redukované kofaktory NADH a FADH 2 a vstupujú do dýchacieho reťazca
• Behom jednej otáčky vznikne pri substrátovej fosforylácii 1 molekula ATP. Pri oxidácii acetyl Co. A sa pri každé otáčke cyklu vytvoria 3 molekuly NADH+H+ a jedna molekula FADH 2. Pri oxidatívnej fosforylácii v dýchacom reťazci sa pri oxidácii NADH+H+ na NAD+ vytvárajú 3 molekuly ATP, pri oxidácii FADH 2 sa vytvárajú 2 molekuly ATP. Oxidáciou jednej molekuly acetyl Co. A by malo vzniknúť 12 molekul ATP. V skutočnosti sa ale vytvorí asi 10 ATP.
• Reakcia citrátového cyklu
Oxidácia glukózy Čistý zisk: 2 acetyl-Co. A 36 mol ATP/mol glukózy 6 O 2 H 2 O 6 CO 2 cyklus kyseliny citrónovej dýchací reťazec 38 ATP dlhotrvajúci výkon
Anaeróbna glykolýza • Glukóza sa odbúrava na kyselinu mliečnu pečeň 0, 2 oxiduje na CO + H O 2 2 Zvyšných 0, 8 glukóza, resp. glykogén
Anaerobná glykolýza glykogén Krvná glukóza Zásoba: Okolo 100 µmol/g svalu pečeň 1 ATP Glukózo– 6 -P 1 ATP Čistý zisk: 2 mol ATP/mol glukózy (3 mol ATP/mol glukózo-6 -P) Dlhší vysoký výkon 4 ATP nahromadenie kyseliny mliečnej pokles p. H Odbúravanie 2 pyrohroznová ↔ 2 pyruvát + 2 H+ 2 kys. mliečna ↔ 2 H+ 2 laktát v pečeni a srdci
Coriho cyklus = Glukoneogenéza 3 x náročnejšia ako ana. glykolýza
Lipogenéza je tvorba tukov, ktorá prebieha permanentne, pretože sa musia neustále obnovovať rozličné štruktúry, v ktorých je tuk zastúpený. Vo väčšej miere prebieha vtedy, keď prísun živím prevýši ich spotrebu. Potom sa zvyšujú tukové rezervy organizmu. K prenosu mastných kyselín do buniek, kde prebieha syntéza mastných kyselín je potrebná látka karnitín (obsahuje ju i materské mlieko). Oxidácia a využitie mastných kyselín ako energetického zdroja prebieha v mitochondriách a i tam je karnitín potrebný na transport mastných kyselín cez ich membránu. Lipogenéza je podporovaná hlavne inzulínom.
Proteosyntéza je proces, v ktorom sa tvoria bielkoviny. Skladá sa z dvoch krokov. V prvom dochádza k prepisu (transkripcii) genetického kódu DNA do m-RNA (mediátorová ribonukleová kyselina). V druhom dochádza k prekladu (translácii) kódu z RNA a tvorbe bielkovín. Transkripcia prebieha v bunkovom jadre a translácia na ribozómoch.
Ornitínový (močovinový) cyklus Malý Krebsov cyklus Močovinový cyklus prebieha len v pečeni, kde dochádza k reakciám amoniaku s ďalšími zložkami cyklu. Produktom je močovina, ktorá putuje krvou do obličiek, kde sa vylučuje vo vodnom prostredí. Na bunkovej úrovni v cyklu rozlišujeme dve etapy – v mitochondrii a v cytoplazme-cytosole Zdrojom amoniaku sú najmä aminokyseliny. Vylúčenie toxického amoniaku je absolútne zásadné prežitie jedinca. Molekuly NH 3 sú pre telo toxické a už malá koncentrácia môže byť smrteľná. Najcitlivejšie je na koncentráciu amoniaku v krvi mozog. Dusík je preto prenášaný zabudovaný v aminokyselinách (glutamát) alebo v netoxickej protonizovanej forme NH 4 +. V akej forme sa amoniak ocitne závisí aj od p. H. Poruchy cyklu močoviny sú sprevádzané neurologickými príznakmi, od miernych až po mentálnu retardáciu, poruchy vedomia a smrť.
Ornitínový (močovinový) cyklus
Aeróbne zaťaženie • Využívanie O 2. • Rast objemu a počtu mitochondriálnych bielkovín, zväčšovanie počtu a povrchu kríst, obsahu a aktivít oxidačných enzýmov.
• Enzýmy • 2 – 4 x nárast aktivity niektorých enzýmov (enzýmy Krebsovho cyklu a lipidového metabolizmu) • vo FOG vláknach rastie aktivita lipoproteínovej lipázy 4 x • Substráty • u trénovaných sa zvyšuje obsah glykogénu 2, 5 g/100 g svalového tkaniva (normálne 1, 39 g) • zvyšuje sa obsah myoglobínu a hemoglobínu
• Svalstvo • Prevládajú: • SO vláknach (slow oxidative I) – pomalé "červené" • FOG (Fast oxidative glycolytic. II A) rýchle "červené"
Anaeróbne alaktátové zaťaženie • Enzýmy • Zvyšuje sa aktivita myokinázy a kreatinkinázy • Zvyšuje sa rýchlosť resyntézy ATP a CP, ale tá je závislá od aeróbnych systémov • Substráty • Zvyšovanie ATP nie je možné, jedine hladina CP, ako rezerva ATP môže byť u adaptovaných vyššia
• Svalstvo • Prevládajú: • FG (Fast glycolitic, II. B) rýchle "biele" • FOG (Fast oxidative glycolytic. II A) rýchle "červené"
Priamy vplyv anaeróbneho alaktátového zaťaženia • • • Substráty Pri zaťažení 5 10 s Úplné vyčerpanie CP a pokles ATP o 30% Neobjavuje sa významné zvýšenie laktátu Enzýmy U niektorých jedincov vzostup CP a CPK Pufry p. H sa nemení Kreatín sa po odštiepení P správa ako báza
Anaeróbne laktátové zaťaženie • Substráty • Zvyšovanie rezerv glykogénu vplyvom adaptácie • Zvýšená odolnosť proti hromadeniu laktátu • Enzýmy • Aktivita glykolytických enzýmov • Potláčanie oxidačných enzýmov (najmä v SO vláknach)
• Svalstvo • Prevládajú: • FG (Fast glycolitic, II B) rýchle "biele" • FOG (Fast oxidative glycolytic. II A) rýchle "červené"
Rozbor krvi
Vitamíny • Vitamíny vo všeobecnosti rozdeľujeme na: • vitamíny rozpustné v tukoch (A, D, E, F, K), • vitamíny rozpustné vo vode – ostatné vitamíny (skupina B, C)
Vitamíny rozpustné v tukoch A (Retinol ) D (Ergokalciferol, Cholekalciferol ) E (Tokoferol, ) K (Naftochinón), Vitamín F rozpustné vo vode: B 1 (Tiamín, ) B 2 (Riboflavín) B 3 (Niacín, Nikotínamid) vitamíny B B 5 (Kyselina pantoténová, , ) B 6 (Pyridoxín, ) B 7 = vitamín H, (Biotín) B 9 (Kyselina listová) B 12 (Kyanokobalamín) rozpustné vo vode: C (Kyselina askorbová) Cholín ostatné
Vitamíny rozpustné v tukoch • • • Značné rezervy v tukoch rozpustných vitamínov sú k dispozícii, pokiaľ nie sú k dispozícii v potrave Vitamíny D a A pôsobia skôr ako hormóny a okrem vitamínu K, žiadny z nich nepôsobí ako koenzým Naopak, ich nadbytok vyvoláva toxické účinky
• • Vitamín A sa nachádza u živočíchov vo forme retinolu, retinalu alebo kyseliny retiniodovej Jeho provitamín – beta karotén sa nachádza v rastlinách Zásoby vitamínu A v pečeni stačia na 1 rok Vitamín A sa skladuje v pečeni, na jeho pôsobenie je potrebný transport do iných častí organizmu Vitamín A je nevyhnutný v procese videnia a jeho deficiencia sa môže prejavovať ako šerosleposť Zmäknutie rohovky a opacity sú tiež výsledkom deficiencie vitamínu A Predpokladá sa, že deficiencia vitamínu A spôsobuje menšiu odolnosť voči infekciám Avšak vitamín A v nadbytku je Vitamín A
Vitamín D • • • Vitamín D je jediný vitamín, ktorý sa bežne nevyskytuje v potrave Mal by byť preklasifikovaný na hormón, nakoľko za normálnej expozície slnečnému žiareniu sa vytvára v koži a netreba ho príjmať v potrave Pokiaľ sa vitamín D príjma v potrave, tak najčastejšie vo forme mlieka alebo iných fortifikovaných typov potravín Deficiencia vitamínu D spôsobuje rachitídu u detí a osteomaláciu u dospelých Toxické stavy nastávajú už pri prekročení dennej dávky 10 x
Vitamín E • • Deficiencia vitamínu E je zriedkavá s výnimkou tehotných žien a novorodencov, kde býva spojená s hemolytickou anémiou Vitamín E je membránový antioxidant
Vitamín K • • Vitamín K je potrebný v procese zrážania krvi Deficiencia vitamínu K je zriedkavá, ale vyskytuje sa u hepatopatií, poruchy absorbcie tukov alebo u novorodencov
Vitamíny rozpustné vo vode • S výnimkou vitamínu B 12 neexistuje žiadna skladovacia „kapacita“ na vitamínov rozpustných vo vode do zásoby
• B komplex Komplex vitamínov B pôsobí ako súbor koenzýmov vo všetkých metabolických dráhach
Tiamín B 1 • • Aktívna forma tiamínu je tiamín pyrofosfát Deficiencia tiamínu sa na začiatku prejavuje ako strata chuti do jedla, zápcha a nauzea V pokročilom štádiu však vedie k poruche funkcie neurónov Čím je väčší kalorický príjem, tým je väčšia požiadavka na tiamín
Riboflavín B 2 • • Je súčasťou flavínových koenzýmov, ktoré zasahujú do energetického metabolizmu a oxidoredukčných procesov Jeho nedostatok sa prejavuje ako zápal rohovky a dermatitída alebo gingivostomatitída
Niacín B 3 • • Je pôvodný názov pre kyselinu nikotínovú alebo nikotínamid a ide o esenciálny vitamín Ťažké deficiencia niacínu môže vyvolať dermatitídu, hnačky a demenciu
Pyridoxín B 6 • • Vitamín B 6 existuje v troch aktívnych formách ako pyridoxín, pyridoxal alebo pyridoxamín Pôsobí ako koenzým viacerých enzýmov ( napríklad erytrocytárnych ) Je nevyhnutné pre syntézu neurotransmiterov Jeho nedostatok spôsobuje zvýšenú dráždivosť, nervozitu a depresie
Biotín • • Je za normálnych okolností syntetizovaný črevnou flórou Jeho nedostatok môže viesť k depresii, halucináciám, svalovej bolesti a dermatitíde
Kyselina listová • • Je nepriamo potrebná na syntézu DNA Deficiencia folátu vedie k megaloblastnovej anémii
B 12 • • • Vitamín B 12 je jediný vitamín, ktorý sa nesyntetizuje v žiadnom živočíšnom alebo rastlinnom organizme – s výnimkou baktérií O jeho funkcii nie je možné uvažovať v nadväznosti na folát Oba sa podieľajú na procese konverzie homocystínu na metionín Okrem toho je potrebný pre izomeráciu malonyl na sukcinyl Ca A Typickým prejavom jeho nedostatku je megaloblastová anémia
Vitamín C • • • Zakiaľ čo väčšina živočíchov dokáže vitamín C syntetizovať, človek ho musí príjmať v potrave Vitamín C predstavuje redukčné činidlo Vitamín C je antioxidant S výnimkou dospelej populácia, deficiencia vitamínu C vyústi do klinického obrazu skorbutu len zriedkavo V menej pokročilých prípadoch sa prejavuje skôr ako porucha odolnosti ( imunity ) Neexistuje jasný dôkaz, že príjem vitamínu C vo vysokých dávkach by bol toxický
Nukleové kyseliny - nukleoidy • Sú vysokomolekulové látky, zúčastňujúce sa na biosyntéze bielkovín a sú nositeľom dedičných vlastností (DNA).
• • • Nukleové kyseliny existujú v dvoch formách – ako DNK a RNK Asi 90% všetkých nukleových kyselín v bunkách predstavuje RNK Zvyšných 10 % DNK predstavuje „skladisko/archív“ genetickej informácie v rámci bunky Tvorí chromozómy, ktoré tvoria jadro
Výsledky Štruktúra DNK ako antiparalelený dimér dvoch reťazcov • • DNK sa skladá z nukleotidov, ktoré obsahujú deoxyribózu Reťazec DNK je tvorený fosfodiesterickými väzbami medzi OH skupinami ribózy a kyseliny fosforečenej
Ľudský genóm je komplexný • Ľudský genóm obsahuje asi 100 000 génov uložených do 46 chromozómov ( 23 párov ) • DNK sa nachádza okrem jadra aj v mitochondriách
Hormóny
• Názov „hormón“ má svoj pôvod v gréckom slove „hormaó, “ ktoré znamená poháňam, ale aj povzbudzujem. • Hormóny sú organické látky, ktoré v živom organizme vytvárajú žľazy s vnútornou sekréciou (v endokrinných žľazách): v hypofýze, nadobličkách, semenníkoch, vaječníkoch, štítnej žľaze, pankrease a prištítnych telieskach. • Vylučujú sa do krvi, miechy a mozgovo miechového moku (inkrét). • Svojim účinkom menia činnosť cieľovej bunky
Hormóny • sú biologicky aktívne látky • ovplyvňujú niektoré fyzilogické funkcie • zabezpečujú výmenu informácií v organizme → ide o látkové riadenie organizmu • pôsobia priamo alebo nepriamo • funkcia hormónov sa kombinuje alebo dopĺňa
Podľa miesta vzniky delíme hormóny na: 1. endokrinných žliaz : produkujú ich špecializované žľazy 2. tkanivové hormóny: vytvárajú sa v endokrinných bunkách
Delenie hormónov • Podľa chemickej povahy • 1. peptidové a bielkovinové (proteohormóny) hormóny • 2. hormóny odvodené od aminokyselín • 3. steroidné hormóny • 4. hormóny odvodené od mastných kyselín
Mechanizmus účinku: Prenos informácie hormónmi = bunková signalizácia: • • Hormón= 1. posol → krv → cieľové bunky →väzba na špecifický bunkový receptor → stimulácia 2. posla →aktivácia proteínkinázy → bunková odpoveď • bielkovinové hormóny neprenikajú do buniek (veľká molekula) →receptor= adenyleykláza je na vonkajšom povrchu bunkovej membrány → aktivácia 2. posol→buď zmena priepustnosti bunkovej membrány → zvýšený príjem látok, alebo aktivácia enzýmov → biochemická reakcia • steroidné hormóny prenikajú do bunky (malá molekula) → receptor v cytoplazme bunky = proteín → väzba komplexu steroid receptor na jadrový chromatín→syntéza určitej bielkoviny = morfogenetický účinok
Hormóny sympatiko-adrenálnej sústavy zo skupiny katecholamínov (adrenalín, noradrenalín) sa podieľajú na aktivácii glykolýzy.
Podľa typu účinku • 1. regulujúce premenu živín: inzulín, glukagón. . . • 2. riadiace hospodárenie s miner. a vodou: aldostrerón, kalcitonín. . . • 3. hormóny sympatikovo-adrenálnej sústavy: adrenalín, noradrenalín • 4. regulačné hormóny hypotalamo-hypofýznej sústavy: hypotalamové liberíny a statíny, glandotrópne hormóny hypofýzy ACTH, TSH, FSH, LH • 5. pohlavné hormóny: androgény, estrogény, oxytocín, relaxín. . • 6. tkanivové hormóny: gastrointestinálne hormóny, mediátory. . .
Veľké endokrinné žľazy (vľavo muž, vpravo žena): 1. šuškovité teliesko epifýza 2. hypofýza 3. štítna žľaza 4. 5. nadoblička 6. podžalúdková žľaza 7. vaječník 8. semenník
Hormóny hypofýzy • Hypofýza je podmozgová žľaza • Uložená je v tureckom sedle • Rozdelená je na 2 funkčné celky: • Predný lalok • Zadný lalok
Predný lalok hypofýzy -Adenohypofýza Produkuje 6 rôznych hormónov: 1. Somatotropný hormón (rastový): Ø ovplyvňuje vývin organizmu, rast kostí, zlepšuje syntézu bielkovín, Ø vylučuje sa v noci Ø Nanizmus (trpasličí vzrast) – nedostatok Ø Gigantizmus (obrovitý vzrast) – nadbytok Ø Akromegália – nadmerné množstvo STH v dospelosti →rast okrajových častí tela
gigantismus
nanismus
2. Tyreotropný hormón TTH – riadi činnosť štítnej žľazy 3. Adrenokortikotropný – riadi činnosť nadobličiek 4. Prolaktín PRL – riadi ženám rast prsníkovej žľazy, po pôrode udržiava laktáciu (tvorbu materského mlieka), mužom ovplyvňuje rast predstojnice prostaty 5. Folikulostimulačný FSH – ženám riadi vývin dozrievajúcich folikulov vo vaječníkoch, tvorbu estrogénu, mužom podporuje rast semenotvorných kanálikov
6. Luteinizačný LH – riadi ženám činnosť vaječníkov, vyvoláva prasknutie steny Graafovho folikulu a vyplavenie zrelého vajíčka – ovuláciu, vplýva na žlté teliesko, ktoré vzniká na mieste prasknutého folikulu, v ňom sa vytvára hormón progesterón
Zadný lalok – neurohypofýza • Je zrastena s hypotalamom a tvorí s ním hypotalamovo – hypofýzovy komplex • Nejde o pravú endokrinnú žľazu • Produkuje dva hormóny: 1. Antidiuretický (vazopresín, ADH) – zabezpečuje spätné vstrebávanie vody z primárneho moču, riadi hospodárenie s vodou a udržiavanie stáleho objemu telových tekutín 2. Oxytocín – vyvoláva zťahy maternice
Štítna žľaza (glandula thyroidea) • Zložená z 2 lalokov • Produkuje: 1. Tyroxín – obsahuje jód, ovplyvňuje tvorbu bielkovín, má termoregulačný účinok 2. Kalcitonín – znížuje hladinu vápnika v krvi
Prištítne telieska (glandulae parathyreoidea) • ide o 4 drobné žľazy na vrchnej aj spodnej strane štítnej žľazy produkujúce: 1. Parathormón PTH ovplyvňujúci obličky a kosti Ø znižuje spätné vstrebávanie fosforu a zvyšuje vstrebávanie vápnika Ø aktivizuje osteoklasty Ø zabraňuje ukladaniu vápnika v šošovke oka
Podžalúdková žľaza - pankreas • Langerhansové ostrovčeky produkujú dva druhy hormónov regulujúce hladinu glukózy v krvi: 1. Inzulín – znižuje 2. Glukagón – zvyšuje Ø poruchou vzniká diabetes mellitus cukrovka
Nadobličky (glandulae suprarenales) • • párové žľazy uložené na hornom póle obličiek Ø Kôra produkuje: 1. glukokortikoidy – ovplyvňujú metabolizmus bielkovín a sacharidov, dôležitý je kortizol
2. mineralokortikoidy – ovplyvňujúce vylučovanie iónov sodíka a draslíka Ø 1. 2. • • Dreň produkuje: adrenalín noradrenalín pôsobia na rozklad glykogénu v pečeni a zvýšenie hladiny cukru v krvi pôsobia v stresových situáciach
Pohlavné žľazy - ženské • 1. Ø Ø Vaječníky (ovária) – produkujú Estrogén ovplyvňuje vývin ženských pohlavných orgánov tvorbu druhotných pohlavných znakov rastovú fázu menštruácie pohlavné správanie ženy
2. Progesterón Ø vytvára sa v žltom teliesku Ø ovplyvňuje sekrečnú fázu menštruácie Ø vytvára podmienky na uhnezdenie vajíčka v maternici
Hormóny placenty 1. Choriogonádotropín – vplýva na udržanie žltého telieska počas prvých 3 mesiacoch gravidity 2. Estrogén 3. Testosterón
Pohlavné žľazy – mužské • Semenníky (testes) v semenotvorných kanálikoch vznikajú mužské pohlavné bunky – spermie • Produkujú hormón: Testosterón Ø vplýva na vývin mužských pohlavných orgánov Ø vznik druhotných pohlavných znakov Ø pohlavné správanie
Týmus – detská žľaza • Tvoria ju 2 laloky uložené v hrudníkovej dutine za hrudnou kosťou • Produkuje 1. Tymokrescín – brzdí činnosť pohlavných žliaz detí Ø v puberte degeneruje Ø význam má v obrannom systéme človeka
Minerálne látky a stopové prvky
Charakteristika • Anorganické látky nevyhnutné pre rast, výstavbu tkanív a metabolické pochody • podľa množstva potrebného pre organizmus ØMakroelementy ↑ 100 mg ØMikroelementy ≤ 100 mg ØStopové prvky – potreba v μg
Makroelementy • • Vápnik Ca Fosfor P Sodík Na Draslík K • Chlór Cl • Horčík Mg • Síra S
Mikroelementy • • • Železo – Fe Meď – Cu Zinok – Zn Mangán – Mn Jód – I • • • Molybden – Mo Selén – Se Fluór – F Chróm – Cr Kobalt – Co
Stopové prvky • • Kremík – Si Vanád – V Nikel – Ni Cín Sn • • Kadmium – Cd Arzén – As Hliník – Al Bór – B
Makroelementy - vápnik • • Obsah v tele 1200 g 99, 5 % v kostiach a zuboch 0, 5 % vápniku plazme Hl. funkcie Ø Stavba kostí a zubov Ø Zrážlivosť krvi Ø Svalová činnost - svalová kontrakcia, snižuje nervovosvalovú dráždivosť Ø Aktivácia enzýmov q Prejavy nedostatku – osteomalácie, osteoporóza, zvýšení nervosvalové dráždivosti, tetánia, hypertenze q Prejavy nadbytku – nadmerné ukladanie vápniku do mäkkých tkanív, zvýšená svalová dráždivosť • Regulácia Ca v tele – hormonálne (paratyroid, kalcitonin, kalcitriol)
Vstebávanie vápniku • Faktory ovplyňujúce vstrebávanie Ø Faktory zlepšujúce vstrebávanie Ca – HCl, vitamin D, laktóza, rastové hormony, pomer Ca: P (2: 1) Ø Faktory omedzujúce vstrebávanie Ca – nedostatek HCl a vitaminu D, vysoký příjem P, vláknina, nadbytok tuku ve čreve q Vstrebateľnosť q 30 – 80% q Horná časť tenkého čreva
Makroelementy – vápnik • Využiteľnosť vápniku zo stravy ØVstrebateľnosť ≥ 50 % • karfiol, kel, brokolic ØVstrebateľnosť ≈ 30% • Mlieko, jogurty, syr, kalciom obohatené sójové produkty a tofu ØVstrebateľnosť ≈ 20% • Mandle, sezam, sladké zemiaky, fazuľa ØVstrebatelnosť ≤ 5% • Špenát, rebarbora
Makroelementy - vápnik • • Doporučené dávky vápniku EU 700 mg Optimálny príjem vápniku (mg) Ø Kojenci 6 mes. 400 6 12 mes. 600 Ø Deti 1 5 r. 800 6 10 r. 800 - 1200 Ø Dospievajúcí 11 – 24 r. 1200 - 1500 Ø Muži 25 65 r. 1000 Nad 65 r. 1500 Ø Ženy 25 – 50 r. 1000 Nad 50 r. 1500 Nad 65 r. 1500 Tehotné a kojacie 1200 - 1500
Makroelementy - fosfor • 500 – 700 g v tele • 85% v kostiach a zuboch, 14% mäkké tkanivo, 1% extracelulární tkanivo (krv) • Hl. funkcie Ø Nevyhnutný pre metabolizmus (fosforylácia ATP, fosfolipidy, DNA, fosfoproteiny) Ø Dôležitá súčásť kostí a zubov q. Prejavy nedostatku prakticky sa nevyskytuje, svalová slabost, respiračná slabosť, anémie, zástava rastu… q. Prejavy nadbytku – zhoršené vstrebávanie vápniku
Makroelementy - fosfor • Regulácia P v tele ØVstrebávanie stredná časť tenkého čreva • Ca – tvorí nerozpustné komplexy s fosforečňanmi v čreve (↓ využitelnosť Ca i P) • P narušuje absorpciu železa • Vit. D – zvyšuje absorpci P • Strava s nadbytkom proteinov – zvýšené vylučovanie Ca, síry, amoniaku a fosforečňanov
Makroelementy - fosfor q Vstrebatenosť– mat. mlieko 85 -90%, kravské mlieko 65 -70%, zmieašná strava 50 -70% q Doporučené dávky fosforu: 800 – 1200 mg (EU 550 mg)
Makroelementy - horčík q Obsah v tele 20 – 28 g (60 70% v kostiach (anorganický) a 20 % vo svalovine) q Po draslíku druhý najrozšírenější prvok extracelulárneho priestoru q Funkcie Mg v organizme Ø kofaktor min. 300 enzym. reakcí Ø stavba kostí Ø znižuje nervoosvalovú dráždivosť Ø Činnosť srdca a krvného obehu, ↓ riziko IM Ø zvyšuje odolnosť organismu q Metabolizmus Ø 30 – 40% absorpca Ø pri nedostatku sa zvýši absorpca Ø zvýšený príjem Ca, P a proteinov, nasýtených tukov a vlákniny =>↓ absorpcia horčíka
Makroelementy - horčík • Doporučený denný príjem Ø 100 – 500 mg (EU 150 – 500 mg)
Makroelementy - horčík • Prejavy nadbytku Ø Väčšinou len pri predávkování liekmi či suplementami obsahujúcími horčík (nauzea, zvracenia, hypotenzia, poruchy dýchánia a srdca) • Prejavy nedostatku Ø Oslabenie, vyčerpanie a svalové kŕče Ø Arytmia Ø Môže zvyšovať riziko IM Ø Snížená koncentrácia protilátok Ø Únava Ø Behom tehotenstva –migrény, hypertenzia
Makroelementy - síra • Hl. funkcie Ø Súčásťou molekul bielkovín sirné AMK (cystein, methionin) Ø Súčásťou väzov a chrupaviek Ø Prítomná v thiamine Ø Podporuje činnost enzýmov – glutathion, koenzym A q Hlavné zdroje v potrave (aminokyseliny) Ø Vajce Ø Mäso Ø Mlieko a syry q Doporučený denný príjem Ø 0, 5 – 1 g q Deficit či nadbytok sa nevyskytuje
Mikroelementy - železo • • V tele – 4 g Hemoglobín 67 % Uskladnené železo 27 % Myoglobín 3, 5 % Voľné železo 2, 2 % Tkanivové železo 0, 2 % Transportné železo 0, 08 % • Výskyt Fe 3+ prirodzená forma v prírode – ťažko využitelné Fe 2+ redukovaná forma • Hl. funkce Ø Ø Prenos kyslíku Súčásť hemoglobínu a myoglobínu Transport elektrónov v dýchacom reťazci Súčásť enzýmov (oxidácia, redukcia) • Denná spoteba 10 15 mg železa (EU 9 a 16, 8 mg) • Priemerná fyziologická strata 0, 6 1 mg u muža 1, 8 mg u ženy
Mikroelementy – železo • Absorpcia železa Ø V žalúdku HCl Ø Ø uvoľnenie Fe viazaného na proteiny pepsín uvoľňuje nehémové železo – vznik komplexu s vit. C redukce Fe 3+ na Fe 2+ v žalúdku sa vstrebávajú stopy Fe Ø Absorpcia v črevách Ø Uvoľní sa hem a Fe 2+ Ø V sliznici prenášač Fe – časť ide do mitochondrií, zvyšok do apoferitinu (+ Fe = transferin) a transferinu Hepcidin je peptidový hormon syntetizovaný v pečeni. Je hlavním regulátorem metabolismu železa v ľudskom tele a ostatných cicavcov. Bol objavený v roku 2000
Mikroelementy - železo • Využitelnosť Fe: Ø Vyššia zo živočíšnych zdrojov, nižšia z rastlinných zdrojov Ø Vstrebateľnosť 10 30 % • Faktory ovplyvňujúce vstrebateľosť Fe Ø Využiteľnosť znižuje: • vysoký príjem fosforu ( tvorba solí pevne naväzujúcích železo) • vysoký príjem celulózy ( napr. celozrnné výrobky) • vysoký príjem kofeinu a silného čaju Ø Využitelnost zvyšuje: • vitamin C silné redukčné činidlo • aminokyseliny a živočíšne proteiny • HCl • cukry • Prejavy nedostatku: Ø Bledosť, únava, anémie Ø zvýšená náchylnosť k infekčným chorobám, kútik, lámanie nechtov, trávice ťažkosti q Prejavy nadbytku: Ø Toxicita – krvavé hnačky, zvracenie, acidóza, poruch pečene a šok Ø Dlhšiu dobu nadmerný príjem => (pigmentácia kože, poškodenie pakreasu, ciróza pečene, rakovina pečene
Mikronutrienty - meď • • Bežná forma je Cu 2+ Doporučovaný denný príjem Ø 2, 1 mg/den (30μg/kg) (EU 1, 1 mg) (50% absorpcia a zbytok sa vylúčí stolicou) • Pečeň– distribúcia medi, 50 70% je uložených vo svaloch a kostiach • Hl. funkce Ø Katalyzátor pri tvorbe hemoglobínu Ø Tvorba pigmentu vlasov • q Prejavy nedostatku Ø Choroby srdca a pľúc, krvotvorba, imunitný systém, syntéza lipidov, anémia…. Prejavy nadbytku Ø Toxicita – tráviace problémy, nausea, ciróza, demencia (hromadenie Cu v mozgu)
Mikronutrienty - zinok • Len Zn 2+ • Obsah 2 – 2, 5 g v organizme (55% svaly, 30% kosti, zbytok ostatné tkanová) • Absorpcia Ø Tenké črevo • Hl. funkcie Ø Súčásť asi 100 enzýmov energetického metabolizmu Ø Podieľa sa na tvorbe inzulínu Ø Spermatogenéze, tvorba testosterónu Ø Hojenie zranení
Mikronutrienty - zinok • Doporučená dávka zinku Ø 15 mg/deň (EU 9, 5 mg) • Prejavy nedostatku Ø Retardácia rastu Ø Zlé funkčnosť pohlavných orgánov Ø Poškodenie kože, nechtov, vypadávánie vlasov Ø Zpomalený proces hojenia rán • Prejavy nadbytku Ø Toxicita vzacná, max. používanie pozinkovaného riadu
Mikronutrienty - mangán q Hl. funkcie Ø Súčásť množstva metabolických enzymov Ø Aktivuje metaboliszmus medi => mineralizácia kostí, fcia. nervového systému q Absorpcia sa zvyšuje pri deficite Fe a naopak q Doporučená denná dávka Ø 2 -4 mg (EU 1 10 mg) q Nedostatek Mn – vzácny (opozdený rast, zlá mineralizácia kostí
Mikronutrienty - jód • 15 25 mg v organizme (75% štítna žľaza – vychytáva I) q Hl. funkce Ø fyziologický a duševný vývoj Ø rast a vývoj plodu, CNS Ø Energetický metabolizmus
Mikronutrienty - jód • Doporučená denná dávka Ø 150 μg (EU 130 μg) q Nedostatok jódu Ø Zväčšenie štítnej žľazy
Mikronutrienty - molybden • Súčasť alebo aktivátor enzýmov • Denní potreba Ø 0, 5 mg 0, 5 • Prejavy nedostatku či nadbytku nie sú známe
Mikronutrienty - selén • V tele sa nachádza 10 – 15 mg selénu (0, 1 mg/l krvi) • Hl. funkcie Ø antioxidant Ø Pôsobí synergicky s vitaminom E Ø Zamedzuje zhlukovaniu doštičiek a tým zrážaniu krvi Ø Zlepšuje činnosť imunitního systému q Doporučený denný príjem Ø 55 μg ženy/70 μg muži (EU 55 μg)
Mikronutrienty - fluór • Obsah v tele 3, 5 – 4 g (väčšina v kostiach) • Hl. funkcie Ø Stavba kostí a zubov q Doporučený príjem Ø 0, 3 0, 5 mg (1 mg) q Nedostatek fluóru Ø Zvýšená kazivosť zubov Ø Zhoršené ukla Ø danie Ca do kostí q Nadbytek fluóru Ø Fluoróza Ø Narušená rovnováha ukladania Ca => osteoporóza
Mikronutrienty - chróm • Výskyt – trojmocný a šesťmocný • Hl. funkcie Ø Stimulácia účinku inzulínu Ø Zvýšená glukózová tolerancia q Denná potreba Ø 20 - 30 μg q Nedostatek chrómu Ø Znížená glukózová tolerancia Ø Opozdenie rastu Ø Zvýšená hl. cholesterolu ?
Mikronutrienty - kobalt • Súčasť vitamínu B 12 (kyanokobalamin) • Pri deficite Fe vyššia absorbcia • Hl. funkcie Ø Proces krvotvorby, metabolizmus q Doporučený denný príjem Ø 5 – 10 μg
Stopové prvky • Kremík ØKalcifikácia a tvorba kostí, tvorba chrupavky Ø • Vanád ØRegulácia mineralizácie kostí a zubov • Nikel ØSynergicky pôsobí s kobaltom pri krvotvorbe ØSynergicky pôsobí so zinkom pri syntéze inzulínu • Cín ØPodieľa sa na regulácii rastu
Stopové prvky • Kadmium Ø Toxický • Arzen Ø Při pokusoch na zvieraáchh – deficit znížená plodnosť, spomalený vývoj a rast plodu • Hliník Ø Vzťah zvýšeného príjmu a Alzheimerovej choroba • Bór Ø Nedostatok bóru – narušenie metabolizmu
Vitamíny • Vitamíny vo všeobecnosti rozdeľujeme na: • vitamíny rozpustné v tukoch (A, D, E, F, K), • vitamíny rozpustné vo vode – ostatné vitamíny (skupina B, C) • Provitamíny sú látky, ktoré môžu byť zmenené na vitamíny v živočíšnom tkanive. Napríklad betakarotén môže byť v ľudskom tele zmenený na vitamín A.
Použitá literatúra u prednášajúceho
- Slides: 198