8/7/2019 6. Glucide

1/5

Obiectivele:Obiectivele:Rolul biologic al glucidelor. Clasificarea glucidelor.Rolul biologic al glucidelor. Clasificarea glucidelor.Monozaharidele. Clasificarea lor. Importana i structura celor mai importante trioze, pentoze i hexoze.Monozaharidele. Clasificarea lor. Importana i structura celor mai importante trioze, pentoze i hexoze.Structura glucozei (formula deschis, proecia Haworth, conformaia scaun). D- i L-glucoza, anomerii i epimerii glucozei.Structura glucozei (formula deschis, proecia Haworth, conformaia scaun). D- i L-glucoza, anomerii i epimerii glucozei.Reaciile chimice importante ale monozaharidelor (formarea O- i N-glicozodelor, derivailor fosforilai, aminoglucidelor,Reaciile chimice importante ale monozaharidelor (formarea O- i N-glicozodelor, derivailor fosforilai, aminoglucidelor,

acizilor aldonici i uronici).acizilor aldonici i uronici).Structura i proprietile dizaharidelor (maltozei, lactozei i zaharozei).Structura i proprietile dizaharidelor (maltozei, lactozei i zaharozei).Structura i proprietile polizaharidelor (amidonului, glicogenului i celulozei).Structura i proprietile polizaharidelor (amidonului, glicogenului i celulozei).Digestia i absorbia glucidelor n tractul gastrointestinal.Digestia i absorbia glucidelor n tractul gastrointestinal.Metabolismul glicogenului (sinteza, mobilizarea, reglarea).Metabolismul glicogenului (sinteza, mobilizarea, reglarea).

Metabolismul glucidelorMetabolismul glucidelor

GlucideGlucide- sunt compui polihidroxicarbonilici i derivaii lor.- sunt compui polihidroxicarbonilici i derivaii lor.Rolul:Rolul:Energetic- furnizeaz 50-70% din energia total care se produce n organismEnergetic- furnizeaz 50-70% din energia total care se produce n organismStructural sunt elemente constitutive ale membranelor biologiceStructural sunt elemente constitutive ale membranelor biologiceIntr n componena AN i a Co (NAD, FAD, HSCoA)Intr n componena AN i a Co (NAD, FAD, HSCoA)De sprijin - formeaz substana fundamental a esutului conjuctiv (condroitinsulfaii)De sprijin - formeaz substana fundamental a esutului conjuctiv (condroitinsulfaii)Anticoagulant- heparinaAnticoagulant- heparinaFuncie hidroosmotic i ionoreglatoare (datorit hidrofilitii nalte i sarcinii negative heteropolizaharidele acide rein apaFuncie hidroosmotic i ionoreglatoare (datorit hidrofilitii nalte i sarcinii negative heteropolizaharidele acide rein apa

i cationiii cationiiFuncie protectoare, mecanic (heteropolizaharide)Funcie protectoare, mecanic (heteropolizaharide)

Clasificare:Clasificare:

II. Dup comportarea la hidroliz se clasific n:. Dup comportarea la hidroliz se clasific n:ozeoze ozide.ozide.monozaharidemonozaharide oligozaharide i polizaharideoligozaharide i polizaharidea. dup grupele funcionale: aldoze i cetozea. dup grupele funcionale: aldoze i cetozeb. dup numrul atomilor de carbon se impart n trioze (3 C), tetroze (4 C), pentoze (5 C), hexoze (6 C) etcb. dup numrul atomilor de carbon se impart n trioze (3 C), tetroze (4 C), pentoze (5 C), hexoze (6 C) etc

MONOMONOZAHARIDELEZAHARIDELE

Monozaharidele din punct de vedere chimic prezint aldehido-sau cetoalcooli polivaleni.Monozaharidele din punct de vedere chimic prezint aldehido-sau cetoalcooli polivaleni.Cele mai rspndite n organism o au triozele:gliceraldehida i dihidroxiacetona; pentozele: riboza idezoxiriboza; hexozele:Cele mai rspndite n organism o au triozele:gliceraldehida i dihidroxiacetona; pentozele: riboza idezoxiriboza; hexozele:glucoza (principalul monozaharid al organismului), fructoza i galactoz.glucoza (principalul monozaharid al organismului), fructoza i galactoz.

Proprieti:Proprieti:Substane incolore, solideSubstane incolore, solideUor solubile n ap, greu solubile n alcool, insolubile n eter i cloroformUor solubile n ap, greu solubile n alcool, insolubile n eter i cloroformCristalizeaz sub form de cristale albeCristalizeaz sub form de cristale albeGust dulceGust dulceSunt substane optic active, datorit existenei n molecula sa a atomilor de carbon asimetriciSunt substane optic active, datorit existenei n molecula sa a atomilor de carbon asimetriciToate monozaharidele (ex. dihidroxiacetona) conin n molecul atomi de carbon asimetrici pot prezenta mai muliToate monozaharidele (ex. dihidroxiacetona) conin n molecul atomi de carbon asimetrici pot prezenta mai muli

izomeri.izomeri.nn

N=2 N-nr. izomerilor; n- nr. atomilor de CN=2 N-nr. izomerilor; n- nr. atomilor de C

Izomerii optici care au aceeai formul i prezint aceleai proprieti fizico-chimice, dar se deoseIzomerii optici care au aceeai formul i prezint aceleai proprieti fizico-chimice, dar se deosebesc numai prin sensul nbesc numai prin sensul ncare rotesc planul luminii polare enantiomericare rotesc planul luminii polare enantiomeri

- deviaz planul luminii la dreapta dextrogeni; la stnga levogeri.- deviaz planul luminii la dreapta dextrogeni; la stnga levogeri.Stereoizomerii care difer prin configuraia a 1, maximum n-1 carboni asimetrici din totalul de numrului de C sunt-Stereoizomerii care difer prin configuraia a 1, maximum n-1 carboni asimetrici din totalul de numrului de C sunt-

diastereoizomeri (care difer prin configuraia unui singur C asimetric epimer)diastereoizomeri (care difer prin configuraia unui singur C asimetric epimer)Diastereoizomerii se deosebesc ntre ei prin proprietile fizico-chimice, precum i prin valoarea unghiului sau sensul deDiastereoizomerii se deosebesc ntre ei prin proprietile fizico-chimice, precum i prin valoarea unghiului sau sensul de

rotaie a planului luminii polarizaterotaie a planului luminii polarizateCompuii optici se mpart n 2 serii: D i LCompuii optici se mpart n 2 serii: D i LMajoritatea ozelor naturale aparin seriei DMajoritatea ozelor naturale aparin seriei D

Structura monoStructura monozzaharideloraharidelor

1

8/7/2019 6. Glucide

2/5

n spaiu unele grupe hidroxil interacioneaz cu grupa carbonil n limita unei i aceeiai molecule, formnd compui ciclicin spaiu unele grupe hidroxil interacioneaz cu grupa carbonil n limita unei i aceeiai molecule, formnd compui ciclicide tipul semiade tipul semiacetalilor interni - glucopiranoze sau glucofuranoze.cetalilor interni - glucopiranoze sau glucofuranoze.

La formele cicilice mai apare un hidroxil suplimentar numit glicozidic sau semiacetal cu care sunt legate proprietile deLa formele cicilice mai apare un hidroxil suplimentar numit glicozidic sau semiacetal cu care sunt legate proprietile deoxido-reducere. Numrul stereizomerilor a formelor ciclice a hexozelor se dubleaz i constitue 32. n dependen deoxido-reducere. Numrul stereizomerilor a formelor ciclice a hexozelor se dubleaz i constitue 32. n dependen depoziia hidroxiluli semiacetal (la dreapta sau stng) apar formelepoziia hidroxiluli semiacetal (la dreapta sau stng) apar formele ii ..

DizaharideleDizaharideleMaltoza 2 mol. deMaltoza 2 mol. de glucopiranoze - leg. 1,4 glicozidicglucopiranoze - leg. 1,4 glicozidicZaharoza Zaharoza glucopiranoz+glucopiranoz+ fructofuranoz leg.fructofuranoz leg. 1-1- 2 glicozidic2 glicozidicLactoza Lactoza galactopiranoz +galactopiranoz + glucopiranozglucopiranoz

POLIPOLIZZAHARIDELEAHARIDELEHomopolizaharidele: amidonul, glicogenul, celuloza -conin uniti monozaharidice repetetiveHomopolizaharidele: amidonul, glicogenul, celuloza -conin uniti monozaharidice repetetiveAmidonulAmidonul - de origine vegetal,reprezint rezerva glucidic principal. E constituit din 2 componente:- de origine vegetal,reprezint rezerva glucidic principal. E constituit din 2 componente:- amiloza (20%) resturi de Gl, legate prin leg 1,4 glicozidice- amiloza (20%) resturi de Gl, legate prin leg 1,4 glicozidice- amilopectina (80%) resturile de Gl se leag prin leg. 1,6 glicozidice- amilopectina (80%) resturile de Gl se leag prin leg. 1,6 glicozidice

Amiloza:Amiloza:Mm =10Mm =1055

Formeaz micelii hidratate care dau cu iodul o coloraie albastrFormeaz micelii hidratate care dau cu iodul o coloraie albastr

Configuraia spaial-Configuraia spaial- helix, pasul cuprinde 4-5 resturi de glicozilhelix, pasul cuprinde 4-5 resturi de glicozilAmilopectina:Amilopectina:

Mm este de ordinul zecilor sau sutelor de mlnMm este de ordinul zecilor sau sutelor de mlnFormeaz sol. coloidale care dau cu iodul o coloraie roieFormeaz sol. coloidale care dau cu iodul o coloraie roiePrezint ramificri. Punctele de ramificri apar dup 16 radicali de Gl n lanul exterior i dup 10 radicali de Gl n celPrezint ramificri. Punctele de ramificri apar dup 16 radicali de Gl n lanul exterior i dup 10 radicali de Gl n cel

interiorinterior

GlicogenulGlicogenulde origine animalde origine animalreprezint forma de depozitare a Gl n organismul umanreprezint forma de depozitare a Gl n organismul umanlocalizat n esutul muscular i ficatlocalizat n esutul muscular i ficat

dup structur se asemn cu amilopectina, dar are un grad de ramificare mai mare ramificaiile exterioare apar dup 6-7dup structur se asemn cu amilopectina, dar are un grad de ramificare mai mare ramificaiile exterioare apar dup 6-7resturi de Gl; iar cele interioare dup 3-5 uniti de Glresturi de Gl; iar cele interioare dup 3-5 uniti de Gln ap formeaz sol. coloidale, care cu iodul dau o coloraie brun rocatn ap formeaz sol. coloidale, care cu iodul dau o coloraie brun rocatMm este de ordinul mlnMm este de ordinul mln

Digestia glucidelorDigestia glucidelorncepe n cavitatea bucal sub aciuneancepe n cavitatea bucal sub aciunea amilazei salivare, care scindeaz leg.amilazei salivare, care scindeaz leg. 1,4 glicozidice din amidon (pn la1,4 glicozidice din amidon (pn la

dextrine)dextrine)Continu n duoden sub aciunea amilazei pancreatice (leg. 1,4 glicozidice), care scindeaz dextrinele pn la maltoz .Continu n duoden sub aciunea amilazei pancreatice (leg. 1,4 glicozidice), care scindeaz dextrinele pn la maltoz .LegLeg 1,6 glicozidice sunt scindate sub aciunea amilo-; oligo 1,6 glicozidaze1,6 glicozidice sunt scindate sub aciunea amilo-; oligo 1,6 glicozidazeDizahaharidele se scindeaz sub aciunea maltazei; lactazei, zaharazei (se sintetizeaz n enterocite)Dizahaharidele se scindeaz sub aciunea maltazei; lactazei, zaharazei (se sintetizeaz n enterocite)

Celuloza nu se scindeaz n TGI al omului deoarece lipsesc enzimeleCeluloza nu se scindeaz n TGI al omului deoarece lipsesc enzimele 1,4 glicozidazele1,4 glicozidazelen TGI polizaharidele sunt scindate pn la monozahariden TGI polizaharidele sunt scindate pn la monozaharide

AbsorbiaAbsorbiaMonozaharidele se absorb la nivelul intestinului subireMonozaharidele se absorb la nivelul intestinului subireImplic 2 mecanisme:Implic 2 mecanisme:Transport activ (necesit ATP i Na)Transport activ (necesit ATP i Na)Difuzie facilitatDifuzie facilitattransportorul leag la locuri separate att Gl ct i Na (legarea Na crete afinitatea pentru Gl)transportorul leag la locuri separate att Gl ct i Na (legarea Na crete afinitatea pentru Gl)ptruns n epiteliul intestinal, acesta este eliberat i odat cu el Glptruns n epiteliul intestinal, acesta este eliberat i odat cu el GlGl- iese din celul prin difuzie facilitat, iar Na este expulzat contra gradientului de concentraie prin intervenia ATP-azei,Gl- iese din celul prin difuzie facilitat, iar Na este expulzat contra gradientului de concentraie prin intervenia ATP-azei,

Na, K dependentNa, K dependent

2

8/7/2019 6. Glucide

3/5

8/7/2019 6. Glucide

4/5

HiHidroldrolizaiza sspontanpontan aa PPPPii (P~P)(P~P) face reacia unidirecional. Energia eliberat fiind folosit la adiia unui rest de glucoz laface reacia unidirecional. Energia eliberat fiind folosit la adiia unui rest de glucoz laamorsa de glicogen existentamorsa de glicogen existent..

GlGliicogen Scogen Siintantazaza catalcataliizezeazaz transfertransferul unui restul unui rest dede glucoglucozz de pede pe UDP-glucoUDP-glucoz pez pe hhiidroxdroxiillulul CC44 alal resrestuluitului terminal aterminal aamorsei deamorsei de glgliicogencogen cu formarea legturiicu formarea legturii a(1a(1-- 4)4) glgliicosidiccosidicee::glgliicogencogen(n res(n restt)) + UDP-gluco+ UDP-glucozaza

glgliicogencogen(n +1 res(n +1 restt)) + UDP+ UDPn lipsa amorsei de glicogenn lipsa amorsei de glicogen

Glcogensintaza recurge la un primer de natur proteic glicogeninaGlcogensintaza recurge la un primer de natur proteic glicogeninaGlicogenina este o protein catalitic glicoziltranferazicGlicogenina este o protein catalitic glicoziltranferazic

LegturaLegtura glicozidic seglicozidic se formeaz ntre atomul C1 a glucozei derivat din UDP-glucoz i hidroxilulformeaz ntre atomul C1 a glucozei derivat din UDP-glucoz i hidroxilul tirozonei dintirozonei dinGlycogeninGlycogenin..UDP reUDP rezult cazult ca produprodus.s.

Reglarea glicogenReglarea glicogenozenezeiozenezeise efectuiaz la nivelul enzimei glicogen-sintaza. Aceast enzim se prezint sub dou forme intereconversibile prinse efectuiaz la nivelul enzimei glicogen-sintaza. Aceast enzim se prezint sub dou forme intereconversibile prin

fosforilare-defosforlare.fosforilare-defosforlare. Forma fosforilat este inactiv n timp ce cea defosforilat este activat:Forma fosforilat este inactiv n timp ce cea defosforilat este activat:

Insulina activeaz enzima glicogen-sintaza, astfel are loc activarea sintezei glicogenului; glucagonul, adrenalina areInsulina activeaz enzima glicogen-sintaza, astfel are loc activarea sintezei glicogenului; glucagonul, adrenalina are efect invers asupra acestei enzime.efect invers asupra acestei enzime.

Obiectivele:Obiectivele:1. Glicoliza - treptele enzimatice a glicolizei aerobe i anaerobe. Reglarea glicolizei.1. Glicoliza - treptele enzimatice a glicolizei aerobe i anaerobe. Reglarea glicolizei.

Bilanul energetic al degradrii anaerobe i aerobe a glucozei.Bilanul energetic al degradrii anaerobe i aerobe a glucozei.2.Sistemele navet pentru transferarea NAD.H din citozol n mitocondrii.2.Sistemele navet pentru transferarea NAD.H din citozol n mitocondrii.3. Soarta piruvatului.3. Soarta piruvatului.4.Fermentaia alcoolic.4.Fermentaia alcoolic.5. Gluconeogeneza ( mecanismul, reglarea ).5. Gluconeogeneza ( mecanismul, reglarea ).6.Procesul de sintez i reglare a lactozei.6.Procesul de sintez i reglare a lactozei.

GlicolizGlicolizaaRecReciiileile PaParialeriale

FunciileFunciile glgliicolcolizei.izei.

BilanulBilanul energetic al glicolizei aerobeenergetic al glicolizei aeroben rezultatul glicolizei anaerobe i altor procese n citozol se formeaz NADH2. Pentru ca atomii de hidrogen cu unn rezultatul glicolizei anaerobe i altor procese n citozol se formeaz NADH2. Pentru ca atomii de hidrogen cu un

potenial energetic nalt s elibereze energia ei trebuie ntrodui n mitocondrie unde vor fi transportai prin lanulpotenial energetic nalt s elibereze energia ei trebuie ntrodui n mitocondrie unde vor fi transportai prin lanul respirator spre O2.respirator spre O2.

n lanul respirator hidrogenii vor elibera energia, o parte din care va fi acumulat n legturile macroergice ale ATPn lanul respirator hidrogenii vor elibera energia, o parte din care va fi acumulat n legturile macroergice ale ATP(fosforilare oxidativ).(fosforilare oxidativ).

Membrana intern a mitocondriilor, ns nu este permeabil pentru NADH2, deaceia pentru transportul hidrogenilor nMembrana intern a mitocondriilor, ns nu este permeabil pentru NADH2, deaceia pentru transportul hidrogenilor nmitocondrii servesc aa numitele sisteme naveta. Exist 2 asemenea sisteme: glicerolfosfat (activ n muchi i creier) imitocondrii servesc aa numitele sisteme naveta. Exist 2 asemenea sisteme: glicerolfosfat (activ n muchi i creier) imalat-aspartat (activ n miocard, ficat, rinichi.)malat-aspartat (activ n miocard, ficat, rinichi.)

Sistemul naveta Glicerol-FosfatSistemul naveta Glicerol-Fosfat

Sistemul naveta Malat-AspartatSistemul naveta Malat-AspartatGLUKONEOGENEZAGLUKONEOGENEZA

-- SinSinteza Gl din produi neglucidici ca:teza Gl din produi neglucidici ca:PiruvatulPiruvatulLactatulLactatul

AAAAGlicerolulGlicerolul

OAOASunt reaciile inverse ale glicolizei cu excepia a 3 reacii ireversibile: a10, a 3 i 1.Sunt reaciile inverse ale glicolizei cu excepia a 3 reacii ireversibile: a10, a 3 i 1.Deaceea exist 3 ci de ocolireDeaceea exist 3 ci de ocolire

I cale de ocolireI cale de ocolire::Transformarea piruvatului n PEPTransformarea piruvatului n PEP

PiruvatPiruvatccarboarboxxilazailazaPiruvat + HCOPiruvat + HCO33-- + ATP+ ATP oxaloacetat + ADP + Poxaloacetat + ADP + Pii

4

8/7/2019 6. Glucide

5/5

PEP cPEP carboarboxxiikikinazanaza ::ooxxaloacetataloacetat + GTP+ GTP PEP + GDP + COPEP + GDP + CO22

Sumar: Piruvat + ATP + GTP + H2O ---> PEP + ADP + GDP + Pi + 2H+Sumar: Piruvat + ATP + GTP + H2O ---> PEP + ADP + GDP + Pi + 2H+

II cale de ocolire:II cale de ocolire:transformarea Fr 1,6 difosfat n Fr 6 fosfattransformarea Fr 1,6 difosfat n Fr 6 fosfat

fructoza-1,6-fructoza-1,6-didisfosfatazasfosfataza::fructoza-1,6-fructoza-1,6-ddiP + HiP + H22OO fructoza -6-P + Pfructoza -6-P + Pii

III cale de ocolire:III cale de ocolire:transformarea Gl 6 fosfat n GLtransformarea Gl 6 fosfat n GL

glucoza-6-fosfatazaglucoza-6-fosfataza::glucoza-6-fosfat+ Hglucoza-6-fosfat+ H22OO glucoza + Pglucoza + Pii

Reacia sumarReacia sumarGlicoliz:Glicoliz:Glucoza +2NAD+ +2ADP +2PiGlucoza +2NAD+ +2ADP +2Pi2 piruvat +2NADH+H2 piruvat +2NADH+H++ +2ATP+2ATPGluconeogenez:Gluconeogenez:2Piruvat+2NADH+H2Piruvat+2NADH+H++ +4ATP+2GTP+4ATP+2GTP Glucoza + 2NAD + 4ADP + 2GDP +6PiGlucoza + 2NAD + 4ADP + 2GDP +6Pi

Reglarea glicolizei i gluconeogenezeiReglarea glicolizei i gluconeogenezeiGlicoliGlicoliza:za:

Hexokinaza/ glucokinaza (1)Hexokinaza/ glucokinaza (1)Fosfofructokinaza (3)Fosfofructokinaza (3)Piruvatkinaza (10)Piruvatkinaza (10)Gluconeogeneza:Gluconeogeneza:Piruvatcarboxilaza i PEPcarboxikinazaPiruvatcarboxilaza i PEPcarboxikinazaFructozo -1,6- difosfatazaFructozo -1,6- difosfatazaGl 6 fosfatazaGl 6 fosfataza

Reglarea glicolizei i gluconeogenezeiReglarea glicolizei i gluconeogenezeiGluconeogeneza din lactatGluconeogeneza din lactat

Lactat +NADH+H Piruvat +NADLactat +NADH+H Piruvat +NADE - LDHE - LDH

Gluconeogeneza din AAGluconeogeneza din AACiclul Feling MalleteCiclul Feling Mallete

Gluconeogeneza din glicerolGluconeogeneza din glicerolFermentaFermentaiaia alcoolicalcoolic

Sinteza lactozei.Sinteza lactozei.Are loc n glandele mamare n perioada de lactaieAre loc n glandele mamare n perioada de lactaie

UNTUL PENTOZO FOSFATUNTUL PENTOZO FOSFAT

METABOLISMUL ALTOR MONOZAHARIDE:METABOLISMUL ALTOR MONOZAHARIDE:

FRUCTOZA,FRUCTOZA,GALACTOZA,GALACTOZA,

MANOZA,MANOZA,GLICEROL,GLICEROL,GLUCURONATGLUCURONAT

Metabolimul fructozei:Metabolimul fructozei:Metabolismul galactozei:Metabolismul galactozei:

5