Adobe Systems 1 Trávení a metabolismus Mgr. Kristýna Dvořáková (461701@mail.muni.cz) Obsahová náplň prezentace doc. Mgr. Michal Kumstát, Ph.D. Adobe Systems 2 Trávení Adobe Systems 3 Strava ̶Jedna ze základních potřeb k přežití ̶3 hlavní makroživiny ̶Sacharidy ̶Bílkoviny ̶Tuky ̶ ̶Přibližný poměr makroživin v racionální stravě ̶Sacharidy 50–60% ̶Tuky 20–35 (40) % ̶Bílkoviny 15–20 % ̶ Adobe Systems 4 Funkce GIT (gastrointestinální trakt) I ̶1. Trávení ​ ̶mechanické a chemické zpracování potravy​ ̶produkce trávicích šťáv a endokrinně aktivních látek (sekrece)​ ̶ ̶2. Vstřebávání ​ ̶přestup látek stěnou GIT do krve​ ̶Vyrovnání nárazového příjmu potravy (skladování–žaludek), přeměna a skladování živin (játra)​ ̶tvorba vitamínů K, B1, B3, B12 (symbióza s bakteriemi)​ ̶ochrana – imunitní systém​ Adobe Systems 5 Funkce GIT (gastrointestinální trakt) II ̶3. Vylučování (exkrece)​ ̶odstraňování nestrávených zbytků potravy a zplodin metabolismu​ ̶vyměšování (defekace) Adobe Systems 6 LUMEN (prostředí střeva) ENTEROCYTY (buňky střevní sliznice) Adobe Systems 7 Stěna trávící trubice ̶1. Vnitřní vrstva ​ ̶tvoří ji sliznice (mukóza) – produkuje hlen (mucin), povrch hladký/zřasený​ ̶2. Podslizniční vrstva ​ ̶tvoří ji submukóza – obsahující krevní cévy, nervovou pleteň a žlázky odpovídající za sekreci trávicích enzymů​ ̶3. Vnitřní vrstva svaloviny ​ ̶tvoří ji cirkulární svalovina – místní pohyby​ ̶4. Vnější vrstva svaloviny ​ ̶tvoří ji svalovina podélná - peristaltické pohyby​ ̶mezi dvěma vrstvami svaloviny je další nervová pleteň ̶5. Serózní blána ​ ̶její pomocí se přivádí k trávicí trubici cévy (arterie, žíly, lymfatické cévy) ​ ̶v dutině bříšní je tvořená peritoneem ̶ Adobe Systems 8 Stěna trávící trubice Zdroj obrázku 1 2 3 4 5 * *Tvoří onu serózní blánu (pobřišnici) Adobe Systems 9 Trávení a vstřebávání ̶Trávení = proces chemického štěpení (hydrolýza) potravy za přítomnosti bílkovinných enzymů, zejména v tenkém střevě​ ̶Vstřebávání = přechod rozštěpených živin (AK, MK, monosacharidy apod.) sliznicí tenkého střeva do tekutin vnitřního prostředí (krev, lymfa)​ ̶Funkční jednotka GIT: enterocyt (trávení, resorpce, sekrece)​ ̶Resorpční jednotka: klk (klky zvětšují plochu pro resorpci, na povrchu jsou mikroklky tvořící kartáčový lem, uvnitř lymfatické a krevní cévy)​ ̶Přestup látek: difuzí, facilitovanou difuzí, aktivním transportem (Na-K pumpa, za využití energie) ̶ Adobe Systems 10 Motilita GIT ̶Typy pohybů v GIT​ ̶Místní​: pohyby segmentační a kývavé → míchání tráveniny ​ ̶Celkové: peristaltické pohyby → posun tráveniny​ ̶ míchání a aborální posun tráveniny ​ ̶mechanickou činností trávícího traktu vzniká trávenina = chymus ̶ Adobe Systems 11 Krevní zásobení GIT ̶Žilní krev odtéká splanchnickým systémem ze střev, pankreatu a sleziny→ portální žíla → játra​ ̶ ̶Krev z jater → jaterní žíly (vena hepatica) → dolní dutá žíla (vena cava inferior)​ ̶ ̶Látky ve vodě nerozpustné → střevní lymfatické cévy → hrudní mízovod → krev ̶ Adobe Systems 12 Kde je krev? PŘÍJEM POTRAVY SPORT Splanchnická oblast = GIT Adobe Systems 13 Jednotlivé části GIT Adobe Systems 14 Dutina ústní ̶Hlavní funkce – mechanické a chemické zpracování potravy​ ̶Funkce související s trávením​ ̶Přijetí potravy​, příprava potravy pro další zpracování​, zprostředkování chuti​ ̶Tvorba sousta a obalení hlenem (mucin) ​ ̶Zprostředkování polykacího reflexu​ ̶Enzymy amyláza + lipáza​ ̶Sekrece slin (1–2 litry) •podmíněný (zkušenost), nepodmíněný reflex (kontakt s potravou) + nervové řízení •složení slin – 99,5% vody*, mucin*, enzymy (α-amyláza = ptyalin, lipáza), lysozym, imunoglobulin A •{*organické a anorganické látky} ̶Funkce nesouvisející s trávením​ ̶Nespecifická imunitní ochrana organismu​ ̶Artikulace​ Adobe Systems 15 Jícen ̶Transportní funkce​ ̶Polykání ̶zčásti volní děj (hltan, kosterní svalovina) ̶pak reflexní děj – polykací reflex (peristaltika jícnu, hladká svalovina)​ ̶za soustem kruhová kontrakce, rychlost posunu 4 cm/s​ ̶Horní třetina příčně pruhované svalstvo, později se mísí s hladkou svalovinou​ ̶Peristaltický pohyb​ ̶Dolní esofageální (jícnový) svěrač​ ̶ ̶ Adobe Systems 16 Žaludek ̶Funkce ̶skladování, mechanické a chemické zpracování ̶ vstřebávání omezené (voda, alkohol, některé léky)​ ̶Objem žaludku – v klidu a nalačno 50 ml, při jídle až 1,5–2 l ̶Žaludeční šťáva​ ̶2–3 litry denně; proteolytické enzymy (pepsiny), vnitřní faktor (B12), mucin, HCl (kyselina chlorovodíková), voda, ionty; pH silně kyselé​ •Pepsiny tráví asi 20 % bílkovin ze stravy​ •Ostatní enzymy žaludeční šťávy: žaludeční lipáza, amyláza a želatináza​ • ̶Hlavní úlohy HCl: aktivace neúčinného pepsinogenu na pepsin​, denaturace bílkovin (narušení struktury)​, redukce železa a vápníku na dvojmocné ionty – ↑vstřebatelnost, další stupeň antimikrobiální ochrany GIT ̶ Adobe Systems 17 Tenké střevo ̶3–5m ̶Duodenum (dvanáctník) => jejunum (lačník) => ileum (kyčelník)​ ̶Podstatná část trávení živin se rozkládá až na jejich vstřebatelné složky, hlavní podíl na vstřebávání živin i vody​ ̶Sliznice tenkého střeva – zvrásnění klky (na 1 mm2 = 20–40 klků): pokryty cylindrickým epitelem; obsahují kapiláry a lymfatické cévy; rozděleny na mikroklky – vytvářejí kartáčový lem​ ̶trávicí enzymy – zevní vrstva kartáčového lemu ̶ ̶Duodenum – dvanáctník ​ ̶ústí vývodů pankreatu a žlučníku => trávicí enzymy, pankreatická šťáva a žluč​ Obsah obrázku text Popis byl vytvořen automaticky Zdroj Adobe Systems 18 Pankreas (slinivka břišní) ̶Největší sekreční žláza (trávicí enzymy, hormony)​ ̶ ̶Vnitřně sekretorická část – endokrinní fce – Langerhansovy ostrůvky​ –> hormony glukagon, inzulin (antagonisté = chovají se opačně) ̶ ̶Zevně sekretorická část – exokrinní fce – pankreatická šťáva 1–2 l denně (produkce pouze v době trávení), pH až 8,5 = zásadité ̶ ̶Složení: voda, NaHCO3-, trávicí enzymy​ – amylázy, lipázy, proteázy… ̶ ̶ Adobe Systems 19 Tlusté střevo I ̶poslední část GIT, sliznice netvoří klky​, ale tzv. výdutě ̶Tenké střevo => ileocekální chlopeň (zabraňuje zpětnému toku tráveniny) => tlusté střevo => rektum​ ̶ ̶Hlavní funkce vstřebávání iontů a vody (zahuštění střevního obsahu)​ ̶Skladování zbytků chymu – kolon (tračník) – rezervoár stolice​ ̶Produkce vitaminu K, B12​ ̶Odstranění veškerých zbytků potravy (72 h), 2 svěrače (vnitřní a vnější)– podráždění receptorů konečníku – defekační reflex​ ̶ Zdroj Adobe Systems 20 Tlusté střevo II ̶Střevní mikrobiom ̶laktátové bakterie – štěpení rostlinné vlákniny ̶hnilobné bakterie – rozkládají nestrávené AMK na amoniak, sirovodík, fenolické sloučeniny…(vstřebávají se do krve a odbourávají v játrech), původ zápachu​ ̶ ̶střevní plyny cca 7–10 l/den, většina vstřebána (600 ml vyloučeno); původ – spolykaný vzduch, činnost bakterií Adobe Systems 21 Makroživiny – podrobněji Adobe Systems 22 Sacharidy ̶Monosacharidy (1 jednotka) ̶Oligosacharidy (2–10 jednotek) ̶Polysacharidy (více než 10 jednotek) ̶Škrob (rostlinný), glykogen (živočišný) ̶ ̶Cukry = monosacharidy (1) + disacharidy (2) ̶ ̶Vláknina – nestravitelné sacharidové složky odolné činnosti enzymů ̶rozpustná (ovoce, oves, slad, luštěniny, brambory) x nerozpustná (zelenina, otruby, celozrnné výrobky) Adobe Systems 23 Trávení sacharidů sacharidy Adobe Systems 24 Trávení sacharidů ̶Trávení škrobu začíná v ústech působením enzymu slinných žláz – ptyalinu ̶ ̶Pokračuje v duodenu (tenké střevo) účinkem pankreatické α-amylázy ̶ ̶Výsledkem jsou jednodušší sacharidy (oligosacharidy, maltóza, sacharóza, laktóza) ̶ ̶Resorpce sacharidů probíhá pouze na úrovni monosacharidů (glukóza, galaktóza, fruktóza), enzymy kartáčového lemu membrány enterocytů musí dokončit štěpení vzniklých oligosacharidů ̶ Adobe Systems 25 Trávení sacharidů Adobe Systems 26 Tuky ̶Tuky ve stravě nejčastěji triacylglyceroly (TAG) ̶ skládají se z tzv. mastných kyselin ̶ ̶Mastné kyseliny ̶Nasycené ̶Mononenasycené (jedna dvojná vazba) ̶Polynenasycené (více dvojných vazeb) •Omega-3 •Omega-6 Adobe Systems 27 Tuky ̶Tuky ve stravě jsou nezbytné ke správnému vstřebávání vitaminů rozpustných v tucích ̶ ̶ ̶ A, D, E, K Adobe Systems 28 Zastoupení MK ve vybraných olejích Adobe Systems 29 Trávení tuků *velmi malá role Adobe Systems 30 Trávení tuků ̶Lipidy jsou špatně rozpustné ve vodě, proto je nutná tzv. emulgace, která nabízí enzymům vetší povrch pro štěpení ̶motilita žaludku ̶v tenkém střevě funkcí emulgátoru solí žlučových kyselin a lecitinu ̶ ̶ Účinek pankreatické lipázy je podmíněn přítomností kolipázy, která se jako enzym pankreatické šťávy navazuje na kapičky tuku ̶ ̶Výsledkem trávení jsou volné mastné kyseliny, mono- a diacylglyceroly, které jsou přeměněny za spoluúčasti žlučových kyselin na micely které jsou nezbytnou podmínkou pro normální vstřebávání tuků ̶ Zdroj Adobe Systems 31 Trávení tuků Adobe Systems 32 Vstřebávání tuků ̶V enterocytech vznikají chylomikrony (tukové kapénky), které opouštějí buňku ̶ ̶Chylomikrony jsou příliš velké, aby prošly do krevních kapilár, vstupují do lymfatických kapilár a s lymfou se dostávají do krve ̶ ̶Tzn. Sacharidy + bílkoviny = rovnou do krevních kapilár, tuky do lymfy (až pak do krve) ̶ Adobe Systems 33 Vstřebávání tuků Lumen střeva Enterocyty Lymfatický systém Adobe Systems 34 Lipoproteiny v krevním řečišti (zajímavost) ̶Lipoproteiny = částice sloužící pro transport lipidů ve vodném prostředí v těle ̶Chylomikrony (syntéza v enterocytech) ̶VLDL (syntéza v játrech) – lipoproteiny o velmi nízké hustotě​ ̶LDL – lipoproteiny o nízké hustotě ​ ̶IDL – lipoproteiny o střední hustotě ​ ̶HDL – lipoproteiny o vysoké hustotě ̶ Adobe Systems 35 Bílkoviny ̶Živočišné bílkoviny (plnohodnotné)​ ̶maso, ryby, mléko a mléčné výrobky, vejce ​ ̶Rostlinné bílkoviny (neplnohodnotné)​ ̶luštěniny, obiloviny, ořechy, semena, zelenina ̶limitující AK: esenciální AK, která je v proteinu zastoupena v nejmenším množství ̶ ̶Esenciální aminokyseliny (n=8)​, lidské tělo není schopno si je samo vytvořit ̶Neesenciální aminokyseliny ̶Semiesenciální aminokyseliny​ (histidin, arginin) Adobe Systems 36 Bílkoviny ve výživě ̶Spojení AMK => peptidy ​ ̶Dipeptidy – 2 AMK​ ̶Tripeptidy – 3 AMK​ ̶Oligopeptidy – 5–10 AMK​ ̶Polypeptidy – 11–100 AMK​ ̶Proteiny – nad 100 AMK​ ̶ ̶Trávením se rozkládají B na AMK a pak se „de novo“ skládají bílkoviny tělu vlastní (význam esenciálních AMK) – limitující AK Adobe Systems 37 Trávení bílkovin ̶Proteolýza ̶Proteázy (enzymy): endopeptidázy, exopeptidázy – aminopeptidázy a karboxypeptidázy​ ̶Trávicí šťávy: žaludek, tenké střevo, pankreas​ ̶Ústa – mechanické zpracování ̶ Obsah obrázku šipka Popis byl vytvořen automaticky Adobe Systems 38 Trávení bílkovin Adobe Systems 39 Trávení bílkovin ̶Žaludek – pepsiny: štěpení peptidových vazeb => polypeptidy (různá velikost)​ ̶konec jejich aktivity – alkalické prostředí tenkého střeva​ ̶ ̶Pankreas​ – enzymy z pankreatu​ štěpí vnitřní peptidové vazby​ ̶Uvolněny formou neaktivních prekurzorů ​ ̶Trypsin (trypsinogen)​ ̶Chymotrypsin (chymotrypsinogen) ​ ̶Elastáza (proelastáza)​​ ̶ ̶Tenké střevo​ – enzymy střevní sliznice​ enteropeptidáza (enterokináza) ̶Enzymy střevní sliznice dokončují trávení – AK, peptidy ̶ Adobe Systems 40 Trávení bílkovin krátké peptidy Adobe Systems Adobe Systems 42 Metabolismus Adobe Systems 43 Metabolismus ̶Veškeré chemické a energetické změny probíhající v organismu ̶Anabolické ̶aminokyseliny → proteiny (proteosyntéza)​ ̶glukóza → glykogen (glykogeneze)​ ̶mastné kyseliny →TAG (lipogeneze)​ ̶glukóza → triacylglyceroly (lipogeneze) ̶ ̶Katabolické ̶Proteiny → aminokyseliny (proteolýza)​ ̶Glykogen → glukoza (glykogenolýza)​ ̶TAG → mastné kyseliny (lipolýza) ̶ ̶ Adobe Systems 44 Kolísání anabolických a katabolických reakcí během dne Adobe Systems 45 Období po jídle: anabolismus Adobe Systems 46 Období nalačno: katabolismus Adobe Systems 47 Glukóza Glukóza = základní a nejrychlejší zdroj energie pro všechny tělesné tkáně Adobe Systems 48 Energie v těle Adobe Systems 49 Energetická bilance ̶Energetická potřeba je určována následujícími faktory:​ ̶Bazální metabolismus (BM)​ – energie potřebná pro pokrytí základních funkcí organismu ̶Pohybová aktivita (PA) (i duševní)​ ̶Trávení potravy – termický efekt jídla​ (cca 10 %) ̶Vyrovnaná energetická bilance: příjem energie = výdej energie ̶Pozitivní energetická bilance: příjem energie > výdej energie ̶Negativní energetická bilance: příjem energie < výdej energie ̶ ̶ Adobe Systems 50 Tvorba energie v organismu ATP = adenosintrifosfát: zajišťuje skladování a přenos chemické volné energie v buňce Adobe Systems 51 Regulace metabolismu ̶Komplex neurohumorálních dějů Adobe Systems 52 Glykemie Obsah obrázku stůl Popis byl vytvořen automaticky Glykemie = hladina glukózy v krvi, přísně regulována řadou mechanismů Norma: 3,9–5,6 mmol/l nalačno a po jídle nižší než 10 mmol/l Adobe Systems 53 Dotazy Adobe Systems 54 Děkuji za pozornost