Tento projekt je spolufinancovn Evropskm socilnm fondem sttnm

Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem, státním rozpočtem České republiky a rozpočtem hlavního města Prahy. Fyziologie trávení a vstřebávání 2. část Obr. č. 1

Fyziologické procesy vstřebávání - vstřebávání (resorpce) může probíhat ve všech částech zažívacího traktu podmínky pro resorpci jsou však v jednotlivých oddílech zažívacího traktu odlišné (anatomické rozdíly, doba kontaktu tráveniny se sliznicí, rozpustnost produktů trávení atd. ) Anatomické úseky: Ø Dutina ústní: vstřebávají se látky rozpustné především v tucích (včetně léků) Ø Žaludek: jeho resorpční plocha je malá (téměř celá sliznice je prostoupena žlázami, jejichž sekret odplavuje látky možné ke vstřebání). Vstřebává se zde třeba alkohol, ale ne voda. Ø Tenké střevo: jsou zde nejlepší podmínky pro vstřebávání (povrch střevní sliznice = 300 m 2, mikroklky, prokrvení, dlouhá doba kontaktu – i dny, rychlá obměna střevních buněk = 3 -5 dní)

Vstřebávání sacharidů § § § 1. 2. § - Denní příjem sacharidů je od 200 – 500 g Potrava obsahuje: polysacharidy rostlinného původu (stravitelné škroby, prakticky nestravitelnou celulózu) disacharidy (sacharóza = řepný cukr, laktóza = mléčný cukr) Trávení sacharidů enzymy: slinná a pankreatická alfa-amyláza (ze škrobů vznikají oligosacharidy) izomaltáza, sacharáza, maltáza, laktáza membrány enterocytů (při dalším štěpení sacharidů se uvolňují monosacharidy = glukóza, galaktóza, fruktóza) Vstřebávání monosacharidů: aktivní transport v buňkách tenkého střeva do tlustého střeva – přecházejí nerozštěpené polysacharidy (hrubá vláknina potravy = celulóza, hemicelulóza, lignin)

Vstřebávání bílkovin • molekuly bílkovin potravy nejsou za běžných okolností vstřebávány (organismus by je pak rozpoznal jako cizí antigeny) • při trávení musí být bílkoviny potravy rozloženy až na jednotlivé aminokyseliny • v tenkém střevě jsou vstřebávány jen volné aminokyseliny (Laminokyseliny aktivně a D-aminokyseliny pasivně difúzí) • zhruba 65% trávených bílkovin pochází z potravy (= 70 -100 g), 10% z bílkovin obsažených v trávicích šťávách a 25% z uvolněných slizničních buněk • malá část nestrávených bílkovin (až 15%) přechází do tlustého střeva – zde štěpeny bakteriemi

Enzymy trávicího traktu štěpící bílkoviny a nukleové kyseliny místo vzniku enzym substrát žaludek pepsin chymosin bílkoviny kasein mléka pankreas trypsin chymotrypsin karboxypeptidáza polypeptidy pankreas ribonukleáza DNA-áza elastáza kolagenáza nukleotidy elastin kolagen tenké střevo enteropeptidáza aminopeptidáza dipeptidázy nukleázy trypsinogen polypeptidy dipeptidy nukleové kyseliny

Vstřebávání tuků 1. největší část lipidů přijímaných potravou tvoří triacylglyceroly 2. v žaludku – kyselé p. H vede k oddělení tuků z tráveniny a jejich přechodu do olejové fáze = je lehčí než ostatní trávenina = je „nahoře“ v žaludeční trávenině = odchází ze žaludku do duodena nejpozději pro efektivní trávení – je třeba vytvořit emulzi tuků v trávenině (díky žluči) = dochází ke zvětšení povrchu tukových částic = působení většího počtu molekul enzymů (lipáz) do micel (jsou tvořeny žlučovými kyselinami) vstupují v tenkém střevě produkty trávení tuků (mastné kyseliny, cholesterol atd. ) micely s produkty trávení tuků jdou mezi zvlnění kartáčového lemu – zde uvolňují lipidové částečky, které procházejí přes buněčnou membránu do střevních buněk – kde enzymaticky zpracovány. Tvoří se chylomikrony – ty do lymfatického řečiště. mastné kyseliny s krátkým řetězcem – dobře rozpustné ve vodě – jdou přímo do krevních vlásečnic 3. 4. - -

Enzymy trávicího traktu štěpící lipidy místo vzniku slinivka břišní tenké střevo enzym substrát konečný produkt pankreatická lipáza triacylglyceroly diacylglyceroly, monoacylglyceroly mastné kyseliny, glycerol fosfolipázy fosfolipidy mastné kyseliny cholesteráza astery cholesterolu volný cholesterol s mastnými kyselinami střevní lipáza monoacylglyceroly glycerol, mastné kyseliny

Vstřebávání vitamínů, minerálů a vody 1. 2. 3. - vstřebávání vitamínů rozpustných v tucích (A, D, E, K) je závislé na současném vstřebávání lipidů vstřebávání vitamínů rozpustných ve vodě – probíhá difúzí vstřebávání vody a elektrolytů – především v horním úseku tenkého střeva Na+ - v tenkém i tlustém střevě aktivně vstřebáván Ca 2+ - aktivně transportován především v tenkém střevě (je lépe vstřebáván z potravy obsahující bílkoviny) železo – je vstřebáváno jen ve dvojmocné formě (Fe 2+) = trojmocné železo v potravě musí být redukováno na dvojmocné (vitamínem C v kyselém žaludečním prostředí)

Přeměna látek a energie • Oxidace - reakce, při které reaguje sloučenina s kyslíkem, nebo ztrácí vodík nebo elektron - dochází k uvolnění energie - enzymy katalyzující tyto reakce = oxidoreduktázy • Aerobní procesy = jsou katalyzovány enzymy, kde jako akceptor vodíku je kyslík průběh oxidačních dějů za přítomnosti O 2 • Anaerobní procesy = jsou katalyzovány enzymy, které nevyužívají kyslík jako akceptor vodíku průběh oxidačních dějů bez přítomnosti O 2

• Respirační řetězec - Krebsův cyklus – probíhá v mitochondriích - jeho jednotlivé metabolické fragmenty stejně jako jeho enzymy jsou v těsném kontaktu s tzv. dýchacím řetězcem (elektron-transportním systémem) = systém oxidoredukčních přenašečů umístěných na vnitřní membráně mitochondrií Obr. č. 18 a 19

Energetický ekvivalent, energetická bilance 1. - 2. - Energetický ekvivalent (EEO 2) = množství energie uvolněné při spotřebě 1 litru kyslíku pro substráty sacharidové povahy = 20, 9 k. J pro lipidy = 18, 0 k. J proteiny = 19, 0 k. J při smíšené potravě (50 -60% sacharidů, 15 -20% proteinů a zbytek lipidů) = 21, 1 k. J Energetická bilance = spalné teplo = množství tepla uvolněného při spálení 1 g dané látky pro sacharidy = 17 k. J proteiny = 23 k. J fyzikální spalné teplo pro lipidy = 38 k. J (fyziologické spalné teplo je nižší - například proteiny je asi 16, 7 k. J)

Přeměna látek • Katabolismus = děje, v jejichž důsledku vznikají štěpné produkty se současným výdejem energie • Anabolismus = děje, při kterých vznikají nové látky (syntéza) se současnou spotřebou energie

Sacharidy - 1. - - jsou nejsnáze přístupné k produkci energie v buňce jsou součástí některých makromolekul (glykoproteinů, nukleových kyselin, glykolipidů atd. ) průběh jejich metabolismu má výrazný vliv na dynamiku ostatních metabolických procesů v organismu Glykogen je rezervní formou glukózy (celková rezerva v organismu je asi 300 g) vyskytuje se prakticky v každé buňce jeho množství závisí na přívodu sacharidů potravou nejvíce je ho v játrech a svalech Obr. č. 20 glykogen

2. - Glukóza glukóza (jedna z hexóz) je nejvíce zastoupena v krvi ze sacharidů oligo- a polysacharidy se volně v krvi nevyskytují její koncentrace v krvi je dána jejím příjmem v potravě, tvorbou a uvolňováním z glykogenu a čerpáním glukózy tkáněmi Regulace: Ø hladinu krevního cukru zvyšují: zvyšují glukagon a adrenalin glykogenolýzou, růstový hormon až při opakovaných dávkách a současně dochází k poklesu glykogenu ve svalech, glukokortikoidy glukoneogenezí, tyroxin Ø inzulín – snižuje krevní cukr – zvyšuje transport glukózy především do svalových a tukových buněk

3. - Kyselina mléčná je meziprodukt sacharidového metabolismu její hromadění ve svalech je jednou z příčin svalové únavy je dobře oxidována např. v srdečním svalu Coriho cyklus = tvorba glukózy či glykogenu z kyseliny mléčné 4. - Glukóza v moči nachází se tam, pokud její koncentrace v krvi přesáhne 10 mmol. l-1 (= ledvinový práh pro glukózu) její vylučování močí je spojeno se zvýšeným vylučování i vody -

Lipidy • v potravě je přibližně 20 -30% tuku • - Význam tuků: jsou součástí buněčných membrán jsou vhodná rozpouštědla důležitých látek (vitamíny) mají mechanicky protektivní účinek ochraňují organismus před ztrátami tepla jsou nezbytné pro vývoj organismu (nedokáže některé tvořit) 1. - Hnědý tuk je především u novorozence (mezi lopatkami) mitochondrie hnědého tuku oxidují mastné kyseliny prakticky bez tvorby ATP = chemická energie je téměř celá převedena na teplo = netřesová termogeneze

2. Tuky v plasmě Transportní formy lipidů: chylomikrony lipoproteiny (VLDL, HDL) volné mastné kyseliny – jsou přenášeny do jater, myokardu a kosterního svalstva (zde jejich utilizace) 3. - Steroidní látky cholesterol (z něho vznikají steroidní hormony, podílí se na transportu tuků v organismu) nadbytek cholesterolu – vylučován stolicí 4. Strukturní tuk - je vázaný na buňku = membrány buněk 5. Zásobní tuk - energetický a termogenetický význam, mechanická ochrana

Regulace: Ø aktivizaci tkáňové lipáza zajišťují: ACTH, TSH, růstový hormon, glukokortikoidy, glukagon, katecholaminy Ø útlum tkáňové lipázy zajišťuje inzulín Obr. č. 21 mužský typ ukládání zásobního tuku ženský typ ukládání zásobního tuku

Proteiny • tvoří základ struktury živých soustav • Aminokyseliny (AMK): - z aminokyselin jsou utvořeny bílkoviny - v trávicím traktu jsou bílkoviny potravy štěpeny proteolytickými enzymy - neesenciální AMK – organismus si je umí vytvořit - esenciální AMK (leucin, izoleucin, methionin, threonin, tryptofan, valin, fenylalanin, lyzin) – neumí organismus vytvořit = musí je přijímat potravou Struktura bílkovin primární sekundární terciární Obr. č. 22 kvarterní

Regulace metabolismu proteinů: Ø glukokortikoidy – v játrech zvyšují tvorbu vlastních bílkovin, v ostatních orgánech ji tlumí Ø růstový hormon – podporuje tvorbu vlastních bílkovin Ø testosteron – podporuje tvorbu vlastních bílkovin Ø hormony štítné žlázy – mají proteoanabolický vliv

Fyziologie a výživa Aspekty výživy: 1. kvantitativní 2. kvalitativní Řízení příjmu potravy centrum leží v hypotalamu hormony: Ø leptin – je tvořen tukovou tkání – snižuje příjem potravy Ø ghrelin – tvořen především v žaludku – zvyšuje příjem potravy Příjem tekutin subjektivně – pocit „žízně“ centra pro regulaci množství a složení tekutin v těle – v hypotalamu Obr. č. 23

Jednotlivé složky potravy: Ø Sacharidy: měly by činit asi 50 -55 % energetického krytí denní spotřeby, podíl škrobovin (těstoviny, rýže, brambory) by měl být nepatrně vyšší Ø Proteiny: měly by pokrýt asi 15 -20% energetické potřeby, živočišné bílkoviny mají úplnější spektrum aminokyselin (obsahují i esenciální aminokyseliny), doporučená denní dávka = 0, 75 -1 g. kg-1 (v těhotenství, laktaci a růstu až 2, 5 g. kg-1) Ø Lipidy: tvoří asi 30% energetického krytí, jsou důležitou součástí všech buněčných struktur, nervových vláken (kyselina fosforečná), zásadní význam mají nenasycené mastné kyseliny o 18 uhlících (člověk je neumí syntetizovat) – jsou důležité k celkovému vývoji organismu Ø Minerály a stopové prvky: existují různá doporučení, pro jejich vstřebávání je však třeba fyziologicky funkční stav zažívacího traktu Ø Vitamíny: existuje možnost jak nedostatku tak i předávkování se vitamíny

Seznam publikací, ze kterých byly použity obrázky Obr. Č. 1: Van De Graaff K. : Human Anatomy. The Mc. Graw-Hill. 2000. ISBN 0 -07 -23667 -0 Obr. Č. 18: Fox S. I. : Human Physiology. The Mc. Graw-Hill. 1996. ISBN 0 -697 -20985 -7 Obr. Č. 19: Fox S. I. : Human Physiology. The Mc. Graw-Hill. 1996. ISBN 0 -697 -20985 -7 Obr. Č. 20: Fox S. I. : Human Physiology. The Mc. Graw-Hill. 1996. ISBN 0 -697 -20985 -7 Obr. Č. 21: Schmidt R. F. et al. : Physiologie des Menschen. Springer-Verlag Berlin Heidelber. 2000. ISBN 3 -54066733 -4 Obr. Č. 22: Mader S. S. : Human Biology. The Mc. Graw-Hill. 2000. ISBN 0 -07 -290584 -0 Obr. Č. 23: Bronský J. et al. : Československá Fyziologie 53/2004, 2. ISSN 1210 -6317