Transcript Zdroje - Gymnázium Hranice

©Gymnázium Hranice, Zborovská 293
Přírodní vědy moderně a interaktivně
Metabolismus
Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem
a státním rozpočtem České republiky
1
©Gymnázium Hranice, Zborovská 293
Přírodní vědy moderně a interaktivně
Látkový a energetický metabolismus
• Metabolismus je souhrn veškerých dějů, které probíhají uvnitř organismu
a které slouží k tvorbě využitelné energie a látek potřebných pro činnost
organismu. Trvale probíhají pochody katabolické a anabolické v různé
intenzitě.
• Katabolismus je rozklad látek za současného uvolnění energie. Je
charakterizován chyběním rezerv glykogenu a mobilizací
nesacharidových zdrojů energie – tuků a bílkovin. Probíhá při zvýšení
tělesné pohybové aktivity a při udržování životních funkcí.
• Anabolismus je tvorba látek, při které se energie spotřebovává, nabídka
substrátů je vyšší než jejich okamžitá potřeba. Vytvářejí se energetické
rezervy, dochází k obnově a novotvorbě tkání. Anabolické děje převažují
v situacích, kdy je tělesná aktivita omezena.
2
©Gymnázium Hranice, Zborovská 293
Přírodní vědy moderně a interaktivně
Bazální metabolismus
• Organismus klade nároky na živiny i v úplném klidu. Tuto
skutečnost charakterizuje BAZÁLNÍ METABOLISMUS
• Intenzita metabolických dějů v organismu,
charakterizovaná výdejem energie v klidu za přesně
stanovených podmínek ( vleže, na lačno, při fyziologické
teplotě těla a neutrální teplotě okolí. Jeho hodnota závisí
na věku, pohlaví a velikosti těla.
• Další potřeba živin je ovlivněna činností těla a vnějšími
podmínkami.
3
Cukry, tuky a bílkoviny
©Gymnázium Hranice, Zborovská 293
Přírodní vědy moderně a interaktivně
•
Zdrojem energie jsou živiny obsažené v potravě, které jsou enzymaticky
rozkládány a vstřebávány v trávicí soustavě.
– Sacharidy se štěpí na jednoduché cukry (monosacharidy). Nejvýznamnější je
glukóza.
– Tuky (lipidy) jsou rozloženy na mastné kyseliny a glycerol,
– bílkoviny (proteiny) na aminokyseliny.
•
•
Tyto jednoduché látky pak vstupují do složitých transformačních procesů
metabolismu, kde je energie vázaná v různých součástech potravy
měněna v jeden společný využitelný zdroj adenozintrifosfát - ATP.
Při látkovém metabolismu jsou živiny využívány v těle jako stavební látky.
Živiny získané v potravě jsou rovněž rozkládány až na jednodušší látky,
které se vstřebávají ve střevech a pak jsou z nich stavěny tkáně tělu
vlastní.
4
Sacharidy
•
Sacharidy, též glycidy, nepřesně cukry, zastarale a chybně uhlovodany nebo
karbohydráty
–
©Gymnázium Hranice, Zborovská 293
Přírodní vědy moderně a interaktivně
–
–
•
•
Jsou významné přírodní látky, řada dalších byla připravena synteticky.
Nízkomolekulární sacharidy jsou rozpustné ve vodě a mají více či méně sladkou chuť.
Sacharidy rozpustné ve vodě se označují jako cukry.
Makromolekulární polysacharidy jsou většinou bez chuti a jsou ve vodě jen omezeně
rozpustné (škrob, agar) nebo zcela nerozpustné (celulóza).
Sacharidy jsou jedny ze základních přírodních látek v rostlinných i živočišných
organismech. Autotrofní organismy je dokážou vyrábět procesem
zvaným fotosyntéza z vody a oxidu uhličitého pomocí sluneční energie.
Ostatní organismy jsou závislé na jejich příjmu v potravě. Při krátkodobém
nedostatku je mohou syntetizovat z aminokyselin a glycerolu.
Sacharidy mají v organismech důležité funkce:
–
–
–
–
zdroj a krátkodobá zásoba energie (glukóza, fruktóza)
zásobní látky (škrob, glykogen, inulin)
stavební materiál (celulóza, chitin)
složka některých složitějších látek (nukleových kyseliny, hormonů, koenzymů)
5
©Gymnázium Hranice, Zborovská 293
Přírodní vědy moderně a interaktivně
Bílkoviny
• Bílkoviny, odborně proteiny, patří mezi biopolymery. Jedná se o
vysokomolekulární přírodní složené z aminokyselin.
• Proteiny jsou podstatou všech živých organismů.
• V proteinech jsou aminokyseliny vzájemně vázány aminoskupinami –
NH2 a karboxylovými skupinami –COOH amidovou vazbou –NH–CO–
(amidy), která se v případě proteinů nazývá peptidová vazba.
• Podle počtu aminokyselin, které jsou v molekule takto navázány,
rozlišujeme
–
–
–
oligopeptidy (2–10 aminokyselin)
polypeptidy (11–100)
vlastní bílkoviny - proteiny (více než 100 aminokyselin).
6
Proteiny - funkce
©Gymnázium Hranice, Zborovská 293
Přírodní vědy moderně a interaktivně
• Bílkoviny jsou základem všech známých organismů, a proto
v něm plní různé funkce.
–
–
–
–
–
•
•
Stavební (kolagen- pojivové tkáně, elastin vazivové tkáně, keratin - rohovina)
Transportní a skladovací (hemoglobin – krevní barvivo, transferin)
Zajišťující pohyb (aktin, myosin – obě jsou součástí svalových vláken)
Katalytické, řídící a regulační (enzymy, hormony, receptory…)
Ochranné a obranné (imunoglobulin – obrana organizmu před
infekcí, fibrin, fibrinogen – bílkoviny zajišťující vznik strupu při poranění cévy)
Esenciální jsou takové aminokyseliny, které živočišný organismus nedokáže
syntetizovat a musí být do organismu dodávány s potravou. Navzdory svému
názvu jsou to naopak méně důležité aminokyseliny, proto si živočichové mohli
dovolit ztratit schopnost jejich syntézy a stali se závislí na jejich přívodu zvenčí.
Aminokyseliny, které jsou pro živočichy esenciální, dokážou syntetizovat rostliny
a bakterie. Jsou pak zdrojem těchto aminokyselin pro všechny ostatní
organismy.
7
Kvalita proteinů
•
©Gymnázium Hranice, Zborovská 293
Přírodní vědy moderně a interaktivně
•
•
Kvalita bílkovin v potravě se měří srovnáním podílu esenciálních aminokyselin a
podílem, který odpovídá správné výživě. Čím je podíl esenciálních aminokyselin
k neesenciálním vyšší, tím je bílkovina kvalitnější.
Vysoce kvalitní bílkoviny obsahuje mléko, vejce a maso, bílkoviny rostlinného
původu mají často nedostatek určitých esenciálních aminokyselin. Při přísně
veganské dietě tedy hrozí jejich nedostatek a je potřeba hlídat si příjem bílkovin
z různých zdrojů. Například kombinace bílkovin z pšenice (málo lysinu) a bílkovin
z luštěnin (málo methioninu) zajistí příjem esenciálních aminokyselin, ale
celkový příjem bílkovin musí být vyšší, než při stravě, která obsahuje kvalitnější
bílkoviny.
Aminokyseliny se v organismu neskladují, ty aminokyseliny, které nejsou hned
zabudovány do vytvářených proteinů, jsou deaminovány a dusík v nich obsažený
je vyloučen jako močovina. Proto nelze konzumovat potraviny bohaté na
esenciální aminokyseliny „do zásoby“, příjem musí být pokud možno stálý
.
8
©Gymnázium Hranice, Zborovská 293
Přírodní vědy moderně a interaktivně
Tuky
•
Lipidy, neboli tuky, jsou estery vyšších karboxylových kyselin a trojmocného alkoholu glycerolu.
Zpravidla jsou esterifikovány všechny tři hydroxyskupiny glycerolu, proto jde o triacylglyceroly.
Triacylglyceroly mohou obsahovat tři shodné acylové zbytky nebo může být každá
hydroxyskupina esterifikována rozdílnými kyselinami.
•
Rozdělení
–
•
Podle skupenství rozlišujeme pevné tuky, u nichž převažují zejména nasycené mastné
kyseliny.
– Oleje, jejichž skupenství je kapalné a které obsahují větší množství nenasycených
mastných kyselin.
– Tuky rostlinné
– Tuky živočišné
Převážná většina tuků rostlinného původu má ze zdravotního hlediska velmi vhodné složení
mastných kyselin, protože obsahují vícenenasycené mastné kyseliny, které mají příznivější vliv
na naše zdraví než tuky živočišné. Výjimku tvoří tuk kokosový a palmojádrový, ve kterém
převažují pro organismus nevhodné nasycené mastné kyseliny. Zdrojem trans-mastných kyselin
jsou dále především živočišné tuky, živočišné výrobky, sušenky, trvanlivé a sladké pečivo a
některé druhy zmrzlin, do nichž se tyto tuky přidávají. Zatímco oleje jsou 100% tuky, u
rostlinných tuků margarínů lze vybírat ze široké škály výrobků, které obsahují již od 20 % tuku.
9
Vitaminy
•
©Gymnázium Hranice, Zborovská 293
Přírodní vědy moderně a interaktivně
•
•
•
•
Vitamin je látka, která spolu s bílkovinami, tuky a sacharidy patří k
základním složkám lidské potravy. V lidském organismu mají vitaminy
funkci katalyzátorů biochemických reakcí.
Existuje 13 základních typů vitaminů. Lidský organismus si, až na některé
výjimky, nedokáže vitaminy sám vyrobit, a proto je musí získávat
prostřednictvím stravy.
Při nedostatku vitaminů, tzv. hypovitaminóze, se mohou objevovat
poruchy funkcí organismu, nebo i velmi vážná onemocnění.
Přebytečných vitaminů (hypervitaminóze) rozpustných ve vodě se
organismus dokáže zbavit a pokud přestaneme vitamin přijímat,
organismus z těla nadbytečné množství vyloučí.
U vitaminů rozpustných v tucích to však nefunguje – nejrizikovější je v
tomto ohledu vitamín A, u nějž existují případy smrtelných otrav nebo
otrav s doživotními následky. Vitaminy jsou nutné pro udržení mnohých
tělesných funkcí a jsou schopny posilovat a udržovat imunitní reakce.
10
Vitaminy rozpustné v tucích
•
©Gymnázium Hranice, Zborovská 293
Přírodní vědy moderně a interaktivně
•
•
•
A (axeroftol)
– Tento vitamin je obsažen v barevné zelenině a plodech jako provitamin karoten.
– Je nezbytný při tvorbě barviv v sítnici oka, účast při tvorbě vaziva.
– Projevy nedostatku jsou: šeroslepost, nadměrné rohovatění kůže, poruchy vazivových struktur.
D (antirachitický)
– Zdrojem jsou vnitřnosti, tučné ryby, kvasnice, vejce a mléko, u nás vlastní tvorba vitamínu v kůži
(aktivace UV zářením).
– Zvyšuje resorpci vápníku a fosforu ve střevní sliznici
– V dětství se nedostatek projevuje křivicí (porucha mineralizace kostí). V dospělosti se projevuje
odvápněním kostí a zubů.
– Hypervitaminóza: při podávání lékové formy, vápník se ukládá ve stěnách cév a orgánů.
E (tokoferol)
– Zdrojem jsou rostlinné oleje, živočišné tuky a obilná zrna.
– Zabraňuje hromadění některých rozpadových produktů metabolismu.
– Projevy nedostatku jsou: rozpad jaterních buněk, malá odolnost červených krvinek (rozpad).
K (antihemoragický)
– Vyskytuje se v zelenině, obilovinách, vejcích, mase a v mléce.
– Vitamin K je tvořen v dostatečném množství bakteriemi v tlustém střevě.
– Řídí výrobu látek nezbytných pro srážení krve.
11
Vitaminy rozpustné ve vodě
•
©Gymnázium Hranice, Zborovská 293
Přírodní vědy moderně a interaktivně
•
•
•
Komplex vitaminů B Pro člověka má význam B1, B2, B6, B12, H a PP faktor. Význam
vitaminů B je vztah k látkové výměně ve svalech a nervové tkáni a ke krvetvorbě.
B1 (thiamin)
– Zdrojem jsou obiloviny (hlavně klíčky), kvasnice, játra, srdce, ledviny a
libové vepřové maso.
– Ovlivňuje metabolismus cukrů v CNS a ve svalech.
– Projevy nedostatku jsou zvýšená únavnost, sklon ke křečím svalstva, dispozice k
zánětům nervů až nemoc beri-beri (loupaná rýže, kukuřice).
B2 (riboflavin)
– Zdrojem je mléko, zelenina, kvasnice, játra, srdce a ledviny.
– Zasahuje do buněčného dýchání.
– Projevy nedostatku: malinový jazyk, bolavé ústní koutky, poruchy ústní sliznice.
B6 (pyridoxin)
– Zdrojem je mléko, kvasnice a maso.
– Podporuje metabolismus bílkovin a funkce vitaminů B1 a B2.
– Mezi projevy nedostatku patří pomalé hojení zánětů a zhoršená regenerace sliznic.
12
Vitaminy rozpustné ve vodě
©Gymnázium Hranice, Zborovská 293
Přírodní vědy moderně a interaktivně
•
•
•
Vitamín PP (kyselina nikotinová)
– Vyskytuje se v kvasnicích, libovém mase, mléce, listové zelenině a v játrech.
– Je součást enzymů podílejících se na přenosu elektronů v chemických reakcích.
– Projevy nedostatku jsou: zánět nervů, duševní poruchy, záněty sliznic a kůže, těžké
průjmy.
B12 (kobalamin)
– Zdrojem jsou játra, ledviny a mléko.
– Vitamín B12 je nezbytný pro udržení normální krvetvorby (pro resorpci nezbytný
vnitřní faktor).
– Projevem nedostatku je perniciosní anémie.
Vitamín C (kyselina askorbová) Zdrojem je ovoce a zelenina (šípky a rybíz).
– Působí na tvorbu vaziva, kosti a chrupavky, zvyšuje odolnost proti infekcím a zrychluje
hojení ran.
– Projevy nedostatku jsou: snížení odolnosti proti infekci, krvácivost dásní, vypadávání
zubů (kurděje).
13
Minerální látky
©Gymnázium Hranice, Zborovská 293
Přírodní vědy moderně a interaktivně
•
•
•
•
Minerální látky jsou v těle zastoupeny v malém množství, pro organismus
jsou však nezbytné. Tělo si je nedokáže samo vytvořit a je proto odkázáno na
jejich příjem potravou a vodou. Minerální látky hrají důležitou úlohu v
prevenci, při zpomalování aterosklerotických změn na cévách, při látkové
přeměně, mají vliv na hladinu cholesterolu apod.
Naše strava bohužel zahrnuje spíše potraviny, které obsahují více tuků,
cukru a soli a minerální látky mnohdy chybí. Měli bychom proto konzumovat
pestřejší stravu, hodně rozličných a čerstvých a málo technologicky
upravených potravin.
Přijme – li tělo velmi málo nebo naopak velmi mnoho minerálů, může nastat
extrémní reakce. Potom dochází buď k onemocnění z nedostatku některého
minerálu ,nebo k otravě z nadbytku.
Minerální látky se rozlišují dle množství potřebného pro organismus na tzv.
množinové prvky, nebo-li makroprvky, a na stopové prvky.
14
©Gymnázium Hranice, Zborovská 293
Přírodní vědy moderně a interaktivně
Minerální látky - makroprvky
•
Jako makroprvky se označují minerální látky, kterých se v těle ukládá více než 50
mg/kg tělesné hmotnosti. K makroprvkům patří vápník, chlor, draslík, hořčík,
sodík, fosfor a síra.
•
Vápník
•
•
o Významný pro: kosti, zuby, srážlivost krve, srdeční a nervovou činnost, energetický
metabolismus
o Zdroje: mléko, mléčné výrobky, kadeřávek, zelený salát, pórek, ovesné vločky,
některé minerální vody
Chlor
o Významný pro: hospodaření s kyselinami a zásadami
o Zdroje: kuchyňská sůl
Draslík
o Významný pro: vzrušivost svalů a nervů, tlak v buňkách, hospodaření s kyselinami a
zásadami, energetický metabolismus, tvorba bílkovin
o Zdroje: banány, brambory, špenát, žampióny, maso, luštěniny, ořechy, kadeřávek,
brokolice, sušené ovoce, ovesné vločky
15
Minerální látky - makroprvky
©Gymnázium Hranice, Zborovská 293
Přírodní vědy moderně a interaktivně
•
•
o
Hořčík
o Významný pro: kosti, svalová akce, energetický metabolismus a metabolismus
bílkovin, imunita
o Zdroje: celozrnné výrobky (např. rýže, jáhly), banány, pomeranče, fenykl, ryby,
drůbež
Sodík
o Významný pro: vzrušivost svalů a nervů, tlak v buňkách
o Zdroje: kuchyňská sůl
Fosfor
o Významný pro: kosti, zuby, energetický metabolismus, nervová činnost
o Zdroje: všechny potraviny živočišného původu, jako např. ryby, maso,
vaječné žloutky, mléčné výrobky. Prakticky všechny potraviny obsahující
fosfor.
16
•
Stopové prvky se vyskytují v koncentraci nižší než 50 mg/kg tělesné hmotnosti
(výjimka: železo). Ke stopovým prvkům patří chrom, železo, fluor, jód, kobalt,
měď, mangan, molybden, nikl, selen a zinek.
•
Železo
–
–
©Gymnázium Hranice, Zborovská 293
Přírodní vědy moderně a interaktivně
Stopové prvky
•
Fluor
–
–
•
Významné pro: tvorba hormonů štítné žlázy
Zdroje: jodidová sůl, treska obecná, tuňák, okouník mořský, treska tmavá
Selen
–
–
•
Významné pro: tvrdnutí zubní skloviny
Zdroje: pitná voda, ryby, maso, pasta na zuby
Jód
–
–
•
Významné pro: krvetvorba, okysličování, imunitní reakce
Zdroje: maso, oves, jáhly, špenát, mangold, fenykl, luštěniny
Významné pro: enzymy, antioxidační ochrana
Zdroje: ryby, maso, vejce, čočka, chřest
Zinek
–
–
Významné pro: metabolismus sacharidů a bílkovin, imunitní systém, hojení ran
Zdroje: hovězí, drůbeží a vepřové maso, vejce, mléko, sýry, celozrnné pšeničné výrobky
17
Použité materiály
•
•
•
Černík, V., Bičík, V., Martinec, Z. Přírodopis 3 pro 8. ročník základní školy a nižší ročníky víceletých gymnázií.
Praha: Libertas, a. s., 1. vydání. ISBN 80-85937-97-2
Jelínek, J., Zicháček, V. Biologie pro gymnázia. Olomouc: Nakladatelství OLOMOUC, 2004. ISBN 80-7182-177-2
Vlastní tvorba
Obrázky byly vyhledány ve wikipedii jako Creativ Commons nebo Public Domain:
©Gymnázium Hranice, Zborovská 293
Přírodní vědy moderně a interaktivně
•
18