Презентація на тему:
Метаболізм вуглеводів

Частина 1. Клітинна біохімія Лекція 1. Метаболізм вуглеводів Авторський пілотний проект

Вступне слово Медицина — галузь наукової та практичної діяльності, що вивчає процеси в організмі людини, різноманітні захворювання, патологічні стани, методи їх запобігання та зміцнення здоров'я людини. До теоретичної медицини входять такі науки: анатомія, гістологія, цитологія, ембріологія, біофізика, біохімія, фізіологія, вікова морфологія та фізіологія, загальна патологія.

Біохімія Біохімія (біологічна хімія) – наука про про хімічний склад організмів або їхніх складових частин та про хімічні процеси, що протікають в організмах.

Органічні речовини Органічні сполуки — клас сполук, до складу яких обов’язково входить сполука Карбон. Окрім Карбону, вони завжди містять Гідроген, досить часто – Оксиген та Нітроген. В органічних сполуках Карбон завжди має валентність IV, а його зв’язки (за умови, що вони одинарні ковалентні) розташовані під кутом 109,5° один до одного у трьохвимірному просторі.

Біогенні молекули Біогенні (органогенні) молекули – Карбон, Гідроген, Оксиген та Нітроген. Це чотири основні молекули, які фігурують у більшості органічних речовин. С H O N

Клітина Клітина – це основна структурна одиниця будь-якого організму, що належить до домену Клітинних. Будь-яка клітина складається з таких основних компонентів як клітинна стінка або мембрана, внутрішній вміст клітини або плазмолемма та органели або субклітинні структури.

Мембрана клітини Мембрана клітини – це подвійний шар монофосфоліпідів, які обернені гідрофільними «головками» назовні, а гідрофобними «хвостами» – всередину. Мембрана повністю непроникна для будь-яких хімічних речовин та елементів. Тим не менш, через мембрану може спокійно проходити вода, створюючи осмотичний тиск.

Осмос Осмос або осмотичний тиск – це направлений рух розчинника через напівпроникну мембрану від області меншої концентрації розчиненої речовини до області більшої її концентрації. У вигляді розчиненої речовини може виступати будь-яка «осмотично активна» речовина – тобто та, яка збирає навколо себе молекули води чи іншого полярного розчинника.

Органели Органели – це ультраструктурні елементи клітини, що спеціалізуються на виконанні певних функцій, та мають у своєму складі всі необхідні для цього хімічні речовини. Органели поділяють на загальні (присутні у всіх клітинах, за винятком певних спеціалізованих клітин) та спеціальні (присутні лише у тих клітинах, які виконують якусь специфічну функцію)

Мітохондрія Мітохондрія – це головна органела клітини. Саме в ній відбуваються процеси утворення макроергічних сполук, які потім використовуються з метою синтезу клітиною різних хімічних речовин. Мітохондрія має 2 стінки (мембрани) – зовнішню і внутрішню. Внутрішня мембрана утворює гребні, і саме на цих гребнях відбувається синтез макроергічних сполук.

Вуглеводи Вуглеводи – це органічні хімічні сполуки, що мають загальну формулу СnH2nOn, молярну масу 30х ммоль/л, гідрофільні (мономери) або гідрофобні (полімери), полярні, осмотично активні, оптично активні.

Залежно від кількості атомів Карбону, вуглеводи ділять на тріози (3С), тетрози (4С), пентози (5С), гексози (6С), гептози (7С) і т.д.

Залежно від активних груп в вуглеводах, вони поділяються на альдози (наявна альдегідна група) та кетози (наявна кетонова група)

Цікавий факт! Форміловий альдегід – не вуглевод, але фізичні та хімічні властивості його зустрічаються у всіх вуглеводів-альдоз. Це зумовлено тим, що всі альдози мають альдегідну групу у «першому положенні»

Ізомери Ізомер – це речовина, яка має спільну з іншою речовиною молекулярну будову, але при цьому ці речовини різняться між собою якимось параметром. Ізомери у вуглеводів можуть класифікуватися За положенням радикалів у просторі За оптичними властивостями За видом зв’язків у межах речовини

Оптична активність Вуглеводи – оптично активні речовини. Це значить, що вони можуть поляризувати світло, що проходить через розчинник. В залежності від того, в яку сторону вони повертають світлові хвилі, вуглеводи поділяються на правообертаючі ізомери (D [dextrous] або R [right-rotating]) та лівообертаючі ізомери (S [sinistrous] або L [left-rotating])

Важливо знати! У природі зустрічаються обидва типи оптичних ізомерів, але людським організмом засвоюються і включаються до метаболізму лише один ізомер для кожного вуглевода! Переважно це – правообертаючі ізомери, хоча є і виключення. Лівообертаючі ізомери здебільшого проходять через організм неперетравленими.

Епімери

Схематичне зображення вуглеводів

Глюкоза Скорочена формула: С6Н12О6 Молекулярна маса: 180 г/моль Тип вуглеводу: альдогексоза Оптичний ізомер у людини: D Додаткова інформація: основне джерело електронів для метаболічних процесів в організмі.

Отже, назад до мітохондрії В мітохондрії відбувається метаболізм всіх поживних речовин, які надходять до організму. Але перш ніж вони зможуть бути задіяні у клітинному метаболізмі, вони повинні бути перетворені на речовину під назвою… Ацетил-Коензим-Аденозин

Ацетил-Коензим-Аденозин

Біохімічна карта метаболізму

Процес перетворення вуглеводів на АКоА складається з 2 етапів: Гліколіз. Фінальний продукт цієї стадії – піровиноградна кислота (ПВК). Окисне декарбоксилювання ПВК. В результаті цього процесу утворюється Ацетил-Коензим-Аденозин

Але спочатку… Кілька слів про енергетичнозалежні реакції… Перед вами Аденозитрифосфат!

Отже, гліколіз…

Анаеробний шлях

Декарбоксилювання ПВК

Цикл лимонної кислоти

Дихальний ланцюг

ЦЛК + ДЛ = «Тканинне дихання»

Сумарна формула C6H12O6 + 6 O2 + 38 ADP + 38 Pi = 6 CO2 + 6 H2O + 38 ATP

Галактоза Скорочена формула: С6Н12О6 Молекулярна маса: 180 г/моль Тип вуглеводу: альдогексоза Оптичний ізомер у людини: D Додаткова інформація: основний мономерний вуглевод у молочних продуктах.

Фруктоза Скорочена формула: С6Н12О6 Молекулярна маса: 180 г/моль Тип вуглеводу: кетогексоза Оптичний ізомер у людини: D Додаткова інформація: основний мономерний вуглевод у всіх покритонасінних (у плодах).

Фруктоза і галактоза у гліколізі

«Відкат» гліколізу Синонім: Глюконеогенез

Пентозо-фосафтний цикл

Полімери вуглеводів Полімери вуглеводів – це речовини, що містять за свою основу один чи декілька мономерних вуглеводів, що можуть повторюватися в певній послідовності у межах молекули. Полімери, які містять у ланцюгу не більше 10 вуглеводів, часто іменують олігополімерами. В більшості випадків послідовність мономерів в них не повторюється.

Мальтоза Скорочена формула: С12Н22О11 Молекулярна маса: 342 г/моль Оптичний ізомер у людини: D Тип полімеру: димер Задіяні мономери: Глюкоза+Глюкоза Полімерний тип зв’язку: альфа-1-6, бета-1-6

Лактоза Скорочена формула: С12Н22О11 Молекулярна маса: 342 г/моль Оптичний ізомер у людини: D Тип полімеру: димер Задіяні мономери: Глюкоза+Галактоза Полімерний тип зв’язку: альфа-1-6, бета-1-6

Сахароза Скорочена формула: С12Н22О11 Молекулярна маса: 342 г/моль Оптичний ізомер у людини: D Тип полімеру: димер Задіяні мономери: Глюкоза+Фруктоза Полімерний тип зв’язку: альфа-1-5, бета-1-5

Крохмаль Скорочена формула: [С6Н10О5]n Молекулярна маса: 162n г/моль Оптичний ізомер у людини: D Задіяні мономери: Глюкоза Тип зв’язку в основному ланцюгу: альфа-1-6 Тип зв’язку у розгалуженні: альфа-1-4 Частота розгалужень: кожні 12 мономерів

Глікоген Скорочена формула: [С6Н10О5]n Молекулярна маса: 162n г/моль Оптичний ізомер у людини: D Задіяні мономери: Глюкоза Тип зв’язку в основному ланцюгу: альфа-1-6 Тип зв’язку у розгалуженні: альфа-1-4 Частота розгалужень: кожні 24 мономери

Целюлоза Скорочена формула: [С6Н10О5]n Молекулярна маса: 162n г/моль Оптичний ізомер у людини: D Задіяні мономери: Глюкоза Тип зв’язку в основному ланцюгу: альфа-1-6 Тип зв’язку у розгалуженні: бета-1-4 Частота розгалужень: кожні 18 мономерів

Глікогенез Глікогенез – процес утворення полімерного вуглеводу глікогену з мономерних вуглеводів. Процес відбувається в усіх клітинах, але найінтенсивніше протікає у гепатоцитах (клітинах печінки), скелетних м’язах та атипових клітинах серцевого м’яза

Глікогеноліз Глікогеноліз – процес, зворотний до глікогенезу. Відбувається для того, щоб поповнити кількість мономерних вуглеводів в організмі при умові їх виснаження

Кетогенез Кетогенез – процес утворення кетонових тіл. Кетонові тіла утворюються в організмі тоді, коли є недостаток мономерних вуглеводів, і наявний надлишок АКоА. В даному випадку його треба “ліквідувати” – і АКоА спонтанно декарбоксилюється, запускаючи кетогенез. В організмі людини виділяють 3 основних кетонових тіла: ацетон, ацетооцтова кислота, гамма-оксимасляна кислота (γ-оксибутаноат)

Наступна лекція Тема: «Метаболізм жирів та білків» Дата проведення: 5 вересня 2014 року Пропозиції та побажання, а також заохочення та підтримку кидайте в урну