Metabolismus (z řeckého metabolē - změna) neboli látková výměna, je souborem všech chemických reakcí probíhajících v organismu. Chemické reakce metabolismu jsou často řazeny do metabolických drah, ve kterých je jedna látka sledem reakcí přeměněna na látku jinou. Součástí těchto drah mohou být různé meziprodukty - intermediáty. Jedna látka může být počátečním substrátem pro více metabolických drah. Tato vzájemná přeměna živin s různými meziprodukty se pak označuje jako intermediární metabolismus.

Sacharidy: Základní stavební kameny života a zdroj energie

Sacharidy (též cukry, nesprávně označované i jako uhlovodany a karbohydráty - nejsou technicky hydráty uhlíku) (latinsky saccharum, řecky sákcharon, cukr) jsou základní složkou všech živých organizmů a současně nejrozsáhlejší skupinou organických látek, tvoří největší podíl organické hmoty na Zemi. Živočišné tkáně a jejich buňky obsahují méně sacharidů než bílkovin a lipidů (např. tělo člověka obsahuje asi 2 % sacharidů v sušině), rostliny obsahují 85 až 90% sacharidů v sušině. Poznání struktury a vlastností fyziologicky významných sacharidů je nutné k pochopení jejich úlohy v organizmu člověka, kde jsou cukry nejvýznamnějším energetickým zdrojem buněk. Denní příjem sacharidů je u člověka 300 - 500g, organizmus je získává převážně ve formě polysacharidů (60% tvoří škrob), disacharidů (30% tvoří sacharóza), zbytek tvoří ostatní disacharidy a monosacharidy. Člověk umí sacharidy syntetizovat (s výjimkou vitaminu C) zejména z aminokyselin.

Klasifikace sacharidů

• Monosacharidy - představují nejjednodušší cukry, které jsou aldehydovými nebo ketonovými deriváty polyhydroxyalkoholů s nevětveným řetězcem. Obsahují nejméně 3 atomy uhlíku a maximálně 9 atomů uhlíku. Nejdůležitějšími monosacharidy v potravě jsou glukóza, fruktóza a galaktóza. Jedná se o bílé krystalické látky rozpustné ve vodě, neutrální povahy, které ve vodných roztocích nedisociují.
• Oligosacharidy obsahují v molekule 2-10 monosacharidových jednotek kovalentně vázaných O-glykosidovou vazbou. Jsou důležitou součástí složitých lipidů a proteinů, kde jako glykolipidy, resp.
• Polysacharidy (glykany) - jsou tvořené velkým počtem kovalentně vázaných monosacharidových jednotek, dosahují molekulové hmotnosti až několik milionů dalton (Da). Jsou i základní složkou buněčných stěn rostlin a bakterií (např. celulóza, chitin), kde plní podpůrnou funkci. Polysacharidy bývají látky amorfní a jsou buď ve vodě nerozpustné, nebo tvoří koloidní roztoky. Obecně se označují jako glykany. Mohou být tvořeny jen jedním typem monosacharidu, například glukózou jako u škrobu a glykogenu. Tyto polysacharidy pak označujeme jako glukany. Pokud monosacharid bude fruktóza, nazýváme tento polysacharid fruktan.

Podle struktury je rozdělujeme na homopolysacharidy (např. glykogén, celulóza, fruktan, inulin) a heteropolysacharidy (např. základě toho, či jsou složené z jednoho nebo více typů monosacharidů. z několika málo typů monosacharidů, které jsou vázané v opakované sekvenci. Podle biologické funkci rozlišujeme stavební (např. (např. Podle výskytu můžeme rozdělit polysacharidy na zoopolysacharidy (např. fytopolysacharidy (např.

Celulózu nedokážou rozštěpit ani bakteriální enzymy a z těla odchází nestrávená. Tvoří ji heterogenní skupina strukturních polysacharidů, které lidské enzymy nedokáží rozštěpit, a proto je nevstřebatelnou součástí potravy. Pro trávení je ovšem velmi důležitá - zvyšuje objem tráveniny, což urychluje střevní peristaltiku a škodlivé látky tak zůstávají v trávicím traktu kratší dobu. Současně na sebe váže některé cizorodé i endogenní látky, čímž zvyšuje jejich vylučování z organismu.

Cyklické formy monosacharidů

Fischerovy vzorce vystihují typické reakce karbonylové skupiny monosacharidů, nemohou však vysvětlit vznik tzv. hemiacetálů nebo hemiketálů a s tím spojený vznik glykosidové vazby. Karbonylová skupina je velmi reaktivní, a tak se při dostatečné délce uhlíkového řetězce (pentózy, hexózy) na ni může adovat hydroxylová skupina té dané molekuly, t.j. intramolekulárně, a vytvoří cyklickou hemiacetálovou nebo hemiketálovou formu. Sacharidy se šestičlenným kruhem, které jsou odvozené od pyranu, se označují jako pyranózy, (nejjednodušší sloučeniny obsahující takový kruh) přidáním přípony -óza. Podobné sacharidy s pětičlenným kruhem jsou označovány jako furanózy podle furanu. V přírodě převládá stoličková konformace. Z konformačních struktur vyplývá, že β-izomer je stálejší, protože má objemnější -OH skupinu v ekvatoriální poloze. Proto v roztocích oba dva anomery nejsou stejně stálé a α-anomer se může měnit na β-anomer. Cyklizací monosachridů se vytváří nové centrum asymetrie na uhlíku C1. Výsledné dva diastereoizomery se označují jako anomery a hemiacetálový nebo hemiketálový uhlík jako anomerný. V anomeru je skupina -OH na anomerním uhlíku v opačné poloze (pod rovinou) vzhledem k sacharidovému kruhu než skupina CH2OH chirálního centra, určující konfiguraci D nebo L- (u hexóz na C5). Druhý anomer je označovaný jako β-forma. Každý z obou anomerů D-glukózy, podobně jako u každé dvojice diastereoizomerů, má odlišné fyzikální a chemické vlastnosti.

Čtěte také: Jak přibrat s rychlým metabolismem

Deriváty monosacharidů

• Cukerné alkoholy (alditoly): Vznikají redukcí karbonylové skupiny na skupinu hydroxylovou. Šedý zákal diabetiků je způsoben dlouhodobě zvýšenou koncentrací glukózy, jež se v čočce redukuje na glucitol. Jeho odstraňování probíhá pomalu, a jelikož je silně osmoticky aktivní, mění osmolaritu čočky. Vznikají redukované na polyhydroxyalkoholy tzv. alkoholové cukry - alditoly. koncovky -tol ke kořenu názvu příslušné aldózy.
• Kyseliny cukerné: Vznikají oxidací monosacharidů. Při oxidaci slabým činidlem se oxiduje aldehydová skupina a vytvářejí se aldonové kyseliny (např. oxidací glukózy vzniká kyselina glukonová). Silnější činidla oxidují nejen aldehydovou skupinu, ale i primární −OH skupiny na konci molekuly, takže vznikají dikarboxylové aldarové kyseliny. Oxidace pouze primární −OH skupiny aldóz v těle probíhá enzymaticky za vzniku uronových kyselin. primátů a morčat). vznikají kyseliny aldarové (např.
• Deoxysacharidy: Vznikají redukcí hydroxylové skupiny sacharidu.
• Aminosacharidy: Vznikají náhradou hydroxylové skupiny za skupinu −NH2. často acetylovaná vznikají aminocukry resp. aminosacharidy. D-glukosamin (např. některých antibiotikách) a D-galaktosamin (např.
• Estery sacharidů: Vznikají esterifikací hydroxylové skupiny H3PO4. Například vznik glukóza-6-fosfátu z molekuly glukózy. s kyselinou fosforečnou. drah, např. K dalším významným esterům patří např. důležitými součástmi bakteriálních buněčných stěn a některých polysacharidů, především proteoglykanů.

Glykosidy

Vznikají reakcí poloacetálové hydroxylové skupině (t.j. na C1 uhlíku aldóz a C2 uhlíku ketóz), za vzniku tzv. glykosidů a jejich vazba se nazývá glykosidová vazba. být nahrazená organickou složkou (např. heterocyklů) a vznikají heteroglykosidy. Typ glykosidové vazby je velmi důležitý, protože enzymy ji velmi striktně rozlišují. kyselin, ATP). obdobou peptidové vazby proteinů. glykosidázami, resp.

• O-glykosidická vazba: Vzniká reakcí s alkoholem.
• N-glykosidická vazba: Vzniká reakcí s aminem.

Disacharidy

V přírodě se kromě glukózy nejčasteji vyskytují disacharidy a trisacharidy. krystalické a sladké látky, které jsou dobře rozpustné ve vodě. hydroxylem druhého monosacharidu se tvoří - tzv. laktóza). V přírodě se volně vyskytují jen 3 disacharidy: sacharóza, laktóza a trehalóza.

• Sacharóza: pričem O-glykosidová vazba (1→2) pojí C1 na glukózovém zbytku s C2 na fruktózovém zbytku. Vazbou ztrácí redukční schopnost, co v systematickém názvu označuje koncovka -id. se nachází ve všech rostlinných plodech a rostlinných šťávách. a nápojů a jako přísada do různych likérů. vlivu silné levotočivé D-fruktózy. jako invertní cukr.
• Neredukující disacharidy vznikají pokud se glykosidická vazba vytvoří mezi anomerními hydroxyly obou monosacharidů, jako například u sacharózy. Redukující disacharid vzniká reaguje-li anomerní hydroxyl jednoho monosacharidu s jiným než anomerním hydroxylem druhého monosacharidu.

Trávení sacharidů

Sacharidy jsou potravou přijímány hlavně jako polysacharidy, disacharidy a monosacharidy. Hlavním polysacharidem je rostlinný škrob, složený z amylopektinu a amylózy. Molekuly glukózy jsou v něm uspořádány v rovných či mírně rozvětvených řetězcích a jsou vázány 1,4 α-glykosidovými vazbami. Polysacharid živočišného původu je glykogen, který je tvořen molekulami glukózy s rozvětvenými řetězci spojené 1,6 α-glykosidovými vazbami. Mezi disacharidy patří sacharóza (řepný cukr) a laktóza (mléčný cukr). Mezi monosacharidy zařazujeme glukózu a fruktózu. Celulóza, hemicelulóza a pektin patří mezi nestravitelné rostlinné polysacharidy, nemají tedy pro člověka nutriční význam, ale jsou součástí vlákniny v potravě. Vláknina je pro člověka nestravitelná, je však stravitelná bakteriemi tlustého střeva, snižuje také cholesterol a má význam v prevenci rakoviny tlustého střeva. Trávení škrobu začíná v ústech působením enzymu slinných žláz - ptyalinu. Jeho aktivita je utlumena v kyselém žaludečním obsahu a poté pokračuje v duodenu účinkem pankreatické α-amylázy. Konečnými produkty trávení jsou jednoduché cukry − glukóza, galaktóza a fruktóza. Vzniklé monosacharidy jsou následně transportovány do enterocytů.

Metabolismus glukózy

Sacharidy sa dostávají do těla v potravě. na biosyntézu dalších necukerných sloučenin. Většina tkání živého organizmu má aspoň minimální spotřebu glukózy. glukózy v mozku a v erytrocytech. metabolitů. je zdrojom acetylCoA, jako substrátu pro citrátový cyklus, pro některé tkáně - př. nemůže být syntetizovaná z mastných kyselin vzhledem k nevratnosti pyruvátdehydrogenázové reakce. Stanovení koncentrace glukózy v krvi, tj. v klinicko-biochemické laboratoři. je 3,6-6,1 mmol/l. akutního zánětu, otravy CO atd. Glukóza (Glc) je univerzální energetický substrát - oxidací jednoho gramu glukózy získáme přibližně 17 kJ, tj. 4 kcal. Značný význam má fakt, že naše buňky z ní dovedou získávat energii i za nepřítomnosti O2. To glukózu odlišuje od ostatních živin. Některé buňky, např. erytrocyty či buňky CNS, na glukóze dokonce striktně závisí. Pyruvátdehydrogenázová reakce (PDH) je nevratná, a proto nelze syntetizovat glukózu z mastných kyselin. Glykémie označuje koncentraci glukózy v krvi. Její normální hladina nalačno činí 3,3-5,6 mmol/l, po jídle však může přechodně vystoupit až na 7,0 mmol/l. Za fyziologických okolností se glukóza nevylučuje močí. Pokud glykémie překročí hodnotu 10 mmol/l (tzv. Glukóza se v potravě vyskytuje buď volná, nebo jako součást disacharidů či polysacharidů. Rozklad jaterního glykogenu - využívá se mezi jídly. Glukoneogeneze z C3 a C4 látek (laktát, glycerol, většina aminokyselin) je zdrojem glukózy při dlouhodobém lačnění nebo při patologických podmínkách. Spotřeba tkáněmi, které nejsou závislé na glukóze, a mohou tedy využívat i jiné energetické substráty, např.

Klíčové metabolické dráhy

• Glykolýza: Glykolýza (neboli Embden-Meyerhof-Parnasova dráha) je základní metabolický děj probíhající v cytoplazmě všech buněk lidského těla. Řadí se mezi katabolické dráhy. Glykolýzou vznikají z jedné molekuly glukózy dvě tříuhlíkaté molekuly - pyruvát (Pyr) či laktát (Lac). Glykolýza probíhá jak za aerobních, tak i za anaerobních podmínek. Za aerobních podmínek se vytvářejí dvě molekuly pyruvátu, dvě molekuly ATP a dvě molekuly NADH.

  Čtěte také: Metabolismus a zdravý život

  1. Po vstupu molekul glukózy do buněk dochází k jejich okamžité fosforylaci. Tato reakce přeměňuje neutrální molekulu glukózy na anion. Takto modifikovaná glukóza může být dále metabolizována a současně již neprochází buněčnou membránou.Glukokináza (neboli hexokináza typu IV) je lokalizována pouze v hepatocytech a v β-buňkách pankreatu, zatímco hexokináza je ve všech tkáních. Kromě lokalizace se liší i ve svých fyzikálně-chemických vlastnostech. Glukokináza má vysokou hodnotu KM (10 mmol/l), a proto je aktivována až při vyšších koncentracích glukózy. Uplatňuje se převážně po jídle, kdy je koncentrace glukózy v portální krvi vysoká a je zapotřebí ji vychytávat játry (např. pro syntézu glykogenu). Hexokináza je za fyziologických podmínek vždy téměř plně aktivní, neboť její KM je pouhých 0,1 mmol/l (srovnej s fyziologickým rozsahem glykémie 3,3-5,6 mmol/l). Její aktivita je tedy regulována jiným mechanismem a tím je inhibice svým vlastním produktem - Glc-6-P. Zjednodušeně se tedy dá říci, že hexokináza produkuje tolik Glc-6-P, kolik je buňka schopna utilizovat ve svých drahách. Jakmile se začne Glc-6-P hromadit, dojde k inhibici hexokinázy.
  2. Fosforylaci Fru-6-P na Fru-1,6-bisP katalyzuje enzym 6-fosfofrukto-1-kináza.
  3. Fru-1,6-bisP se následně štěpí na dvě fosforylované triózy - glyceraldehyd-3-P (Gra-3-P, aldóza) a dihydroxyaceton-3-P (DHA-3-P, ketóza). Katalýzu zajišťuje aldoláza spadající do třídy lyáz.
  4. Glyceraldehyd-3-P a dihydroxyaceton-3-P se mohou přeměnit jeden v druhý pomocí enzymu triózafosfátizomerázy.
  5. Tato reakce je jedinou oxidační reakcí v celé glykolýze. Oxidaci katalyzuje glyceraldehyd-3-fosfátdehydrogenáza. Reakcí vzniká 1,3-bisfosfoglycerát (energeticky bohatá sloučenina) a redukovaný kofaktor - NADH+H+.
  6. 1,3-bisfosfoglycerát je hydrolyzován na 3-fosfoglycerát pomocí fosfoglycerátkinázy.
  7. Dehydrataci 2-fosfoglycerátu katalyzuje enzym enoláza.
  8. Nejdříve probíhá odštěpení Pi, poté se nestabilní enol-pyruvát izomerizuje na stabilnější keto-pyruvát. Během této přeměny se uvolňuje velké množství volné energie. Tato reakce je tedy silně exergonická a prakticky nevratná. Během 4.-10. reakce se vytvořily dvě molekuly ATP na jeden tříuhlíkatý fragment (Pyr).

  Pyruvát je větvícím bodem glykolýzy. Za aerobních podmínek se pyruvát transportuje do matrix mitochondrie, kde se prostřednictvím pyruvátdehydrogenázové reakce mění na acetyl-CoA, který se může zapojit například do Krebsova cyklu. Redukovaný kofaktor NADH nemůže jednoduše přestoupit do matrix mitochondrie, kde by se měl zapojit do procesů v dýchacím řetězci, protože mitochondriální membrána je pro něj nepropustná. Proto se využívá k redukci některých látek - např. cytoplazmatického oxalacetátu na malát či dihydroxyaceton-P na glycerol-3-P. Vzniklé produkty již vnitřní mitochondriální membránou procházejí a dopraví tak redukční ekvivalenty do mitochondrie. Hovoříme o tzv. člunkovém mechanismu či jednoduše o čluncích. Pro přestup NADH existují v buňce dva různé člunky (anglicky shuttle) - glycerol-fosfátový a malát-aspartátový. Získané redukované kofaktory následně mohou vstoupit do mitochondriálního dýchacího řetězce, kde jsou regenerovány - souběžně vzniká aerobní fosforylací ATP. Návrat oxalacetátu (OAA) zpět do cytosolu není přímý. Vyžaduje nejdříve transaminaci na aspartát, kterou katalyzuje aspartátaminotransferáza (AST). Za anaerobních podmínek (např. intenzivně pracující sval s nedostatečnou dodávkou kyslíku) či v erytrocytech se pyruvát přeměňuje na laktát, který je následně uvolněn z buňky do krevního oběhu. Zároveň dochází k regeneraci NAD+. Touto reakcí vytvořené NAD+ je koenzymem pro glyceraldehyd-3-fosfátdehydrogenázu, bez níž by se glykolýza zastavila. Vznikající laktát se jednak může zapojit do Coriho cyklu, jednak může být oxidován v tkáních s aerobním metabolismem (srdce, játra) na CO2 a H2O. V erytrocytech hraje významnou roli odbočka glykolýzy nazývaná 2,3-BPG shunt. 1,3-bisfosfoglycerát se při ní přeměňuje na 2,3-bisfosfoglycerát. Tento meziprodukt již neobsahuje makroergicky vázaný fosfát, a při jeho další přeměně na 3-fosfoglycerát se tedy nesyntetizuje ATP - uvolní se jen anorganický fosfát. Erytrocyt tak při tomto průběhu glykolýzy získá méně ATP. Význam odbočky ale spočívá v tom, že 2,3-bisfosfoglycerát snižuje afinitu hemoglobinu ke kyslíku, tj.

• Glukoneogeneze: Glukoneogeneze je proces tvorby molekul glukózy z látek nesacharidové povahy. Prekurzory jsou hlavně tří- a čtyřuhlíkaté látky - např. laktát, pyruvát, glycerol, alanin, glycin a jiné glukogenní aminokyseliny či propionát (hlavně u přežvýkavců). Glukoneogeneze je lokalizována jak v matrix mitochondrie, tak i v cytosolu, a to převážně v jaterních buňkách, tubulárních buňkách ledvin a v enterocytech. Díky glukoneogenezi dovedeme přežít i delší hladovění, protože zásoby glykogenu jsou vyčerpány přibližně během 24 hodin hladovění. Proces glukoneogeneze by mohl probíhat pouhým obrácením glykolýzy. Některé reakce glykolýzy jsou ale ireverzibilní a v glukoneogenezi je třeba je obejít s použitím odlišných enzymů. Hovoříme o tzv. bypassech 1, 2 a 3.

  1. Prvním krokem je transport pyruvátu do matrix mitochondrie. Následuje jeho karboxylace na oxalacetát katalyzovaná pyruvátkarboxylázou za souběžné spotřeby ATP (kofaktorem je karboxybiotin).
  2. Fruktóza-1,6-bisfosfatáza hydrolyzuje Fru-1,6-bisP na Fru-6-P.
  3. Glukóza-6-fosfatáza hydrolyzuje Glc-6-P na volnou glukózu - katalyzuje tedy odštěpení fosfátu. Tento enzym je vázán na membránách hladkého endoplazmatického retikula. Glc-6-P je do ER transportována pomocí enzymu translokázy. Toto oddělení do ER slouží k tomu, aby vznikající glukóza nebyla ihned zpětně fosforylována na Glc-6-P.

  Glukoneogeneze je energeticky náročný děj - spotřebuje šest makroergických fosfátů na jednu molekulu glukózy. Laktát, jeden z hlavních zdrojů uhlíkových atomů v procesu glukoneogeneze, vzniká během anaerobní glykolýzy z pyruvátu reakcí katalyzovanou laktátdehydrogenázou (LDH). Jeho hlavními producenty jsou pracující svalové buňky a erytrocyty. Z nich se laktát uvolňuje do krevního oběhu, který ho odnese do jater, kde je přeměněn na glukózu. Glukóza se následně uvolní do krve, odkud ji mohou výše zmíněné buňky opět získat. Tímto jsme uzavřeli tzv. Pyruvát může být produkován mnoha periferními tkáněmi. Na tomto místě si uvedeme popis tzv. glukóza-alaninového cyklu, který probíhá mezi svalovými buňkami a játry. Poté, co pyruvát vznikne ve svalových buňkách, podléhá transaminaci za vzniku alaninu. Ten se uvolňuje do krve, která jej transportuje do jater, kde se alanin transaminací zpětně přeměňuje na pyruvát, jenž se může zapojit do glukoneogeneze. Uhlíkaté skelety všech aminokyselin kromě leucinu a lysinu mohou být zdrojem uhlíkových atomů pro proces glukoneogeneze. Hlavní zastoupení přitom mají alanin a glutamin. Přesný mechanismus jejich zapojení je nad rámec tohoto výukového textu. Glycerol získaný při hydrolýze triacylglycerolů se může použít jako substrát pro glukoneogenezi. Prvním krokem je jeho fosforylace na glycerol-3-P pomocí glycerolkinázy.

• Glykogeneze: Při vysoké hladině glukózy ve vena portae po jídle se v játrech nastartuje syntéza glykogenu, která spotřebovává glukózu vychytanou z krve. Glykogen představuje zásobní formu sacharidů pro živočichy a člověka. Když se hladina krevní glukózy sníží, z glykogenu se uvolní glukóza do krve. enzymami metabolizmu glukózy, syntézy glykogenu a rozkladu glykogenu. efektory, jako je ATP, AMP, Glc-6-P a glukóza. enzymů, které se podílí na tomto metabolizmu.

• Glykogenolýza: V případě, že je koncentrace glukózy v krvi nižší, dochází k uvolňování glukózy z glykogenových zásob pomocí glykogenolýzy.

  Čtěte také: Efektivní hubnutí: Průvodce

Transport glukózy

Sacharidy jsou metabolizovány ve formě fosforečných esterů. Klíčová látka v metabolismu sacharidů, glukóza-6-fosfát (Glc-6-P), představuje spojnici mnoha metabolických drah: glykolýzy, glukoneogeneze, pentózového cyklu, glykogeneze a glykogenolýzy. Zároveň udržuje glukózu v buňkách, neboť tento derivát neprochází buněčnou membránou. V buněčných membránách se vyskytuje celá řada glukózových transportérů fungujících na principu facilitované difuze. Jedná se o pasivní proces, v jehož průběhu jsou molekuly glukózy převáděny po svém koncentračním gradientu za pomoci přenašeče GLUT 1-7 (GLUcose Transporter). Z nich pouze GLUT 4 závisí na hladině inzulinu. GLUT 4 - je transportérem glukózy v tzv. inzulin-dependentních tkáních - kosterní sval, myokard a tuková tkáň. Jeho vystavení na membráně totiž podmiňuje přítomnost vyšších hladin inzulinu v krvi - přenašeče jsou připraveny ve vezikulech a po vazbě inzulinu na receptor nastává fúze vezikul s buněčnou membránou. K tomu dochází zejména po jídle, kdy zmíněné tkáně zodpovídají za metabolismus až 80 % glukózy z krve. V enterocytech a v buňkách proximálního tubulu ledvin se glukóza vstřebává z lumen aktivním transportem. Přenos glukózy zajišťuje kotransport s Na+. Molekuly glukózy jdou proti svému koncentračnímu gradientu do buňky. Energii poskytnou ionty Na+, které procházejí do buňky po svém koncentračnímu gradientu. Tento přenos umožňují tzv. SGLT-1 a 2 (Sodium-GLucose Transporter). Ke zpětnému transportu Na+ do ECT se spotřebovává ATP - Na+/K+-ATPáza.

Regulace metabolismu glukózy

Regulace glukoneogeneze v játrech řídí hormony. Hepatocyty mají zabudované v membráně transportéry nezávislé na inzulinu, zároveň obsahují enzym glukosa-6-fosfatázu (svaly tento enzym nemají), která umožní uvolnit glukózu z glukóza-6-fosfátu. ATP je substrátem a současně i allosterickým inhibitorem tohoto enzymu. AMP se oproti tomu chová jako aktivátor enzymu. Vznikající pyruvát směřuje do karboxylace na oxalacetát. Je-li současně dostatek acetyl-CoA i oxalacetátu, syntetizuje se citrát, který se hromadí před enzymem isocitrátdehydrogenázou. Citrát uniká do cytoplazmy, kde blokuje regulační enzym glykolýzy. Fruktóza-2,6-bisfosfát, aktivátor glykolýzy, funguje jako prodloužená ruka inzulinu - jeho koncentrace se zvyšuje, pokud je poměr inzulin / glukagon zvýšený. Vzestup poměru inzulin / glukagon snižuje intracelulární koncentraci cAMP; tím nastává převaha defosforylačních dějů. Pokles poměru a působení dalších kontraregulačních hormonů vyvolá naopak vzestup koncentrace cAMP - převažují fosforylační děje. 6-fosfofrukto-1-kináza je inhibována protony. Jak pyruvát, tak laktát jsou poměrně silné kyseliny a jejich významná akumulace by mohla ohrozit buňku. PEP karboxykináza, Fru-1,6-bisfosfatáza a Glc-6-fosfatáza - regulují je stejné vlivy jako reakce glykolýzy, pouze v opačném směru. Kromě aktivity regulačních enzymů je důležitým faktorem určujícím efektivitu glukoneogeneze i dodávka jejích substrátů, jež vznikají např.

Metabolismus sacharidů v játrech

Jednou z nejdůležitějších funkcí jater je udržování stálé koncentrace glukózy v krvi. V hepatocytech proto při zvýšené glykémii dochází k syntéze glykogenu z glukózy procesem glykogeneze. V případě, že je koncentrace glukózy v krvi nižší, dochází k uvolňování glukózy z glykogenových zásob pomocí glykogenolýzy. Regulaci glukoneogeneze v játrech řídí hormony. Hepatocyty mají zabudované v membráně transportéry nezávislé na inzulinu, zároveň obsahují enzym glukosa-6-fosfatázu (svaly tento enzym nemají), která umožní uvolnit glukózu z glukóza-6-fosfátu. Jaterní buňky (hepatocyty) mají zásadní roli při udržení homeostázy, při syntéze molekul, při vzájemné přeměně živin i při regulaci skladování a uvolňování energie. V metabolismu sacharidů je důležitá jejich funkce krátkodobé, v rozsahu hodin, i dlouhodobé, v rozsahu dnů až týdnů, regulace glykémie - glukostatická funkce jater. Některé dráhy metabolismu lipidů jsou pro játra unikátní - syntéza ketolátek. Většina drah probíhá i jinde, ale v játrech jsou kvantitativně nejvýznamnější. Z metabolických drah tu probíhá také glukoneogeneze, zejména při hladovění. Jejím hlavním substrátem jsou uhlíkaté kostry aminokyselin - hlavně glutaminu.

Glykogenózy

enzymami metabolizmu glukózy, syntézy glykogenu a rozkladu glykogenu. efektory, jako je ATP, AMP, Glc-6-P a glukóza. enzymů, které se podílí na tomto metabolizmu. nadměrně ukládat v tkáních (v játrech, srdci a ve svalech), čím se narušuje jejich funkce. Taková onemocnění se nazývají glykogenózy. autozómálně recesivně. a generalizované. Postupným objevováním se počet glykogenóz zvyšuje. játra? IXa - játra, IXc - játra, svaly, IXb játra - Xviaz.

Poruchy metabolismu sacharidů

Defekty najrůznejších enzymů sacharidového metabolizmu vedou k vrozeným chorobám. autozomálně recesivní (t.j.

#