CEL ŻYWIENIA

Zwierzę=Pasza

-prawidłowy wzrost, rozwój, stan zdrowia(fizyczny i psychiczny)produkcyjność, jakośćproduktu (właściwości odżywcze i dietetyczne)

-pasza musi gwarantowac spełnienie ww warunków w optymalny sposób.

Jak?

-znajomość metabolizmu zwierząt

-znajomość właściwości (wartości odżywczej paszy)

ŻYWIENIE A ORGANIZM

-Żywienie jest jednym z najważniejszych czynników środowiska zewnętrznego, który może prowadzic zarówno do harmonijnego rozwoju jak tez do śmierci organizmów

-żywienie powinno zapewniać utrzymanie homeostazy organizmu

1.Pasze są to produkty pochodzenia roślinnego, zwierzęcego lub tez mineralnego , które mogą znaleźć zastosowanie w żywieniu zwierzat. Materiały te winny zawierać składniki pokarmowe w postaci przyswajalnej dla zwierząt

2.Wartość pokarmowa pasz to zawartość składników pokarmowych, w tym białka tłuszczu, włókna, cukrow skrobi, poszczególnych aminokwasów, kwasów tłuszczowych, składników mineralnych , witamin oraz energii. Wartość pokarmowa pasz wyraża się ilością danego składnika na jednostkę wagową paszy.

3.Wartość odzywcza rozumiana jest jako zawartość paszy składników strawnych, wchłanianych w przewodzie pokarmowym i wykorzystywanych w procesach metabolizmu

SKŁAD CHEMICZNY PASZ (analiza podstawowa, analiza Weendeńska, pięciopalcówka)

-woda, białko ogólne, tłuszcz surowy, włókno surowe(trudno strawne węglowodany), bez-N wyciągowe(łatwo strawne węglowodany), popiół surowy.

WODA

1)kształt cząsteczki wody jest trójkątny. Jadro atomowe „O” ściąga „e” atomy H powodują pojawienie się wokół ich jąder ładunku dodatniego. Cząsteczka wody jest strukturą polarną.

2)woda charakteryzuje się duzym napięciem powierzchniowym. Pomiędzy cząsteczkami wody zachodzi silne oddziaływanie dzięki wiazaniom wodorowym.

Cechy

-spójność i uporządkowanie struktury w stanie ciekłym

-ogromne możliwości oddziaływan

-doskonały rozpuszczalnik dla cząstek polarnych ,związków jonowych.

BILAN WODNY ORGANIZMU

Równowaga między objętościa wody egzogennej i endogennej, a objętością wody wydalanej przez organizm przed układ oddechowy, skórę ,układ wydalniczy (50-60%) i przewód pokarmowy.

WCHŁANIANIE WODY I SOLI MINERALNYCH W JELITACH

-Motorem napędowym wchłaniania wody i elektrolitów jest: ruch jonów Na+, pobudzenie układu nerwowego współczulnego, glikokortykoidy, angiotensyna, aldosteron, ketecholaminy. Regulacja procesu(śluzówka jelita):VIP, prostaglandyny i leukotrieny (pochodne kwasu arachidonowego)

-Wydzielanie wody i składników mineralnych do światła jelita pobudzane jest przez : układ przywspółczulny, hormony odpowiedzialne za wydzielanie soku trzustowego . Regulacja procesu(sluzówka jelita): histamina, serotonina, prostaglandyny i leukotrieny.

-Woda wchłaniana w jelicie złozona jest z : wody pobieranej przez jamę ustną, wody endogennej (soki trawienne, przesącz krwi), ponadto zachodzi ciągła cyrkulacja między światłem jelita a płynami śródtkankowymi jego ściany (włókno zwiększa tą recyrkulację)-prawidlowy przebieg tego procesu zapobiega biegunkom.

-Woda i elektrolity przechodzą przez ścianę drogą :przezkomórkową , pozakomórkową-motorem napędowy jest sód.

WODA W ORGANIZMIE

Woda w organizmie występuje w 3 przestrzeniach:

1)przestrzeni wewnątrzkomórkowej 63% masy ciala

2)przestrzeni zewnątrzkomórkowej

37%

3)przestrzeni międzykomórkowej

-Woda zewnątrzkomórkowa:osocze krwi, płyn tkankowy, chłonka

-Woda międzykomórkowa:plyn mózgowo-rdzeniowy, płyn w komorach oka, pływ w jamach ciała (opłucnej ,osierdziu,otrzewnej), w torebkach stawowych, soki trawienne znajdujące się w przewodzie pokarmowym

-na ogół pływ wewnątrzkomórkowy ma wysokie stężenie potasu i niskie stężęnie sodu. Natomiast płyn pozakomórkowe zawieraja stosunkowo duze ilości sodu i małe ilości potasu.

POMPA

Pompa sodowa-potasowa- układ aktywnego transportu który usuwa, przeciwko gradientowi stężeń-jony Na+ z komórki do płynu zewnątrzkomórkowego, a na ich miejsce przenoszący jony K+ z zewnątrz do wnętrza komórki.

Podanie roztworu hipertonicznego(odwadniającego) zmniejsza się objętość płynu wew. Kom, a zwiększa płynu zew.kom (stężone roztwory NaCl)

Podanie roztworu izotonicznego-zwiększa objętość tylko płynu zewnątrzkomórkowego(0,9%NaCl)

Podanie roztworu hipotonicznego (nawadniającego)-zwiększa się objętość plynu zew i wew kom(dużo K i Cl, mało Na)

FIZJOLOGIA WYDALANIA I RESORPCJI

Flirtacja kłębkowa :w ciągu 1 minuty powstaje w nerkach dorosłego człowieka około 125 ml moczu pierwotnego. Woda resorbowana w 99%. Wazopresyna działa na kanaliki dalsze i zbiorcze, w których modyfikuje przepuszczalność nabłonka dla wody.

Organizm zwierzęcia wydala wodę:

-z moczem przez nerki

-z potem wydzielanym przez gruczoły potowe

-poprzez powierzchnię skóry w wyniku parowania

- powietrzem wydalanym przez płuca

-ze śliną

ŻRÓDŁA WODY

1)pobierana przez zwierzę woda i pasze o różnej konsystencji , zawierając wodę

2)woda endogenna powstajaca w procesach przemiany materii przez utlenienie wodoru pochodzącego z pasz lub z tkanek własnych.

Narząd	%
Mięsień (poprzecznie prążkowany)	75
Skóra	70
Tkanki łączne	60
TKANKA TŁUSZCZOWA	10-20
Tkanka kostna (bez szpiku)	25-30
Szkliwo zębów	0,2
Zębina zębów	10
Osocze	91
Krwinki	65
Nerka	80
Wątroba	70
Substancja szara	85
Substancja biała	70

OSOCZE

Płynna substancja międzykomórkowa zbudowana w 91% z wody, 8% z białek oraz w 1% ze składnikow mineralnych (nieorganicznych) i innych związków organicznych i niebiałkowych.białka osocza to albumiy globuliny i fibrynogen. Osocze stanowi 55% objętości krwi.

BIAŁKA OSOCZA

Albuminy-są nośnikami dla hormonów ,leków ,cukrów lipidów jonów oraz utrzymują pH i ciśnienie osmotyczne krwi

Globuliny biorą udział w procesach odpornościowych organizmu

Fibrynogen ma udział w procesie krzepnięcia krwi.

Składniki mineralne osocza :sód, potas, wapn, magnez, chlor, HCO3-, PO42-,żelazo. Wpływają na gospodarkę wodną organizmu, cisnienie osmotyczne , równowage kwasowo-zasadowa, pobudliwość nerwowo-mięśniową ,pH organizu-tworząc układ buforowy.

ZAPOTRZEBOWANIE ZWIERZĄT NA WODĘ

Zalezy od : gatunku, kierunku użytkowania, stanu fizjologicznego, temperatury otoczenia, składu paszy.

SKUTKI UTRATY WODY Z ORGANIZMU

-4-5% powoduje zmniejszenie apetytu

-6-10% wywołuje zaburzenia w koordynacji ruchu

-12-14% powoduje pękanie wysuszonej skóry oraz zaburzenia nerwowe

-22% prowadzi do śmierci zwierzęcia

ALE

Nadmierna zawartoć wody w paszy może

-mniejszac pobranie paszy

-zwiekszac masę kału

-zwiększac intensywnoć pracy nerek

-zwiększac straty składników mineralnych wraz z moczem

WEGLOWODANY

-BAW Związki bez-N wyciągowe

węglowodany rozpuszczalne w wodzie,

łatwostrawne,

dostępne dla enzymów trawiennych kręgowców

Np. glukoza, sacharoza, amyloza

-Włókno surowe

węglowodany nierozpuszczalne w wodzie

niestrawne

niedostępne dla enzymów trawiennych kręgowców

dostępne dla enzymów trawiennych mikroorganizmów

Np. celuloza, pektyny, hemiceluloza

• Węglowodany w paszy to jedna z 4 najważniejszych klas cząsteczek biologicznych

• węglowodany to ALDECHYDY I KETONY o dużej zawartości grup hydroksylowych

• globalnie węglowodany mają największy udział w materii organicznej znajdującej się na ziemi.

Ogólnie

• ważne źródło energii

• służą jako materiał zapasowy

• Związki pośrednie w szlakach metabolicznych

Ryboza i deoksyryboza to cukry tworzące szkielet strukturalny RNA i DNA

Polisacharydy są elementami strukturalnymi ścian komórkowych bakterii i roślin (celuloza - najbardziej rozpowszechniony związek organiczny biosfery)

węglowodany podłączone do wielu białek i lipidów odgrywają kluczową rolę w sygnalingu komórkowym

WĘGLOWODANY są zbudowane z MONOSACHARYDÓW (3-9 at. węgla) tworząc ogromną liczbę wariantów połączeń i olbrzymią różnorodność struktur OLIGOSACHARYDÓW

Jednocukry - 1

Dwucukry - 2

Oligocukry - od 3 do 10

Wielocukry - > 10

Wiązania glikozydowe

Mostki tlenowe

POWSZECHNIE WYSTĘPUJĄCE monosacharydy to

• pięciowęglowa:

ryboza i deoksyryboza oraz

• sześciowęglowa:

glukoza, fruktoza, mannoza i galaktoza

Glukoza

Dekstroza, cukier gronowy, cukier krwi

Fizjologicznie najważniejszy cukier w przyrodzie

Zapotrzebowanie mózgu człowieka 120g/d

Zapas w glikogenie: 190g/d     

Biosynteza z mleczanu, aminokwasów i glicerolu   

W jelicie cienkim mogą być trawione tylko cukry o budowie alfa-glikozydowej. U zwierząt monogastrycznych są to cukry zawarte w pokarmach roślinnych (skrobia, dwucukry) oraz zwierzęcych (glikogen).

TRZUSTKA

Insulina pośredniczy w dostawie glukozy do komórek organizmu

Glukagon powoduje wzrost poziomu glukozy we krwi

Somatostatyna reguluje wewnątrzwydzielniczą funkcję trzustki

Anabolizm mięśni wymaga energii zawartej w glikogenie

Im potencjał genetyczny tuczników i broilerów pozwala

utrzymać wysokie tempo metabolizmu

(przy odpowiednim poziomie żywienia)

tym efekt produkcyjny jest większy i bardziej opłacalny

FRUKTOZA

Wolniej wchłaniana w jelicie cienkim

W mięśniach i w watrobie ufosforylowana fruktoza wchodzi do procesu glikolizy i przekształca się do pirogronianu

Składnik sacharozy, SKŁADNIK FRUKTANÓW

GALAKTOZA

• Składnik cukru mlecznego - składnik laktozy

• U zwierząt brak szlaku katabolicznego galaktozy

• Przekształcana w glukozę

• Jeśli brak transferaz - galaktozemia

RYBOZA

Cukier RNA i DNA

Nie jest źródłem energii

Monosacharydy mogą łączyć się ze sobą wiązaniem O-glikozydowym. np. wiązaniem alfa1,4-glikozydowym MALTOZA.

POWSZECHNIE WYSTĘPUJĄCE disacharydy to

• sacharoza (z trzciny i buraka) - glukoza + fruktoza --> (sacharaza)

• laktoza (mleko) - glukoza + galaktoza --> (laktaza)

• maltoza - glukoza + glukoza --> (maltaza)

LAKTOZA

Enzym - Laktaza

Czynnik alergiogenny

Nietolerancja laktozy (biegunki)

- fermentuje w jelicie g.

Synteza kwasu mlekowego

Laktoza jest dwucukrem składającym się z glukozy i galaktozy połaczonych wiązaniem beta. Jest cukrem redukującym, polepsza smak, słabo się rozpuszcza. Wywołuje niestrawność, tworzy kryształy.

• mleko krowie - 4,5%

• mleko ludzkie - 5,5-7,5%

• mleko psa i kota ok.. 4 %

• Stały składnik mleka - ok 5%

• Syntetyzowana z glukozy w gruczole mlekowym (72 g glukozy - produkcja 1 kg mleka)

• 43 - 67% glukozy w gruczole mlekowym pochodzi z kwasu propionowego

LAKTULOZA

• Pod wpływem ogrzewania niewielka ilość laktozy ulega przekształceniu w laktulozę.

• Laktuloza jest węglowodanem nieprzyswajalnym.

• Ma korzystny wpływ na rozwój mikroflory w przewodzie pokarmowym, na przykład bakterii z rodzaju Bifidobacterium i Lactobacillus

MALTOZA

Maltoza - cukier słodowy
- ziarna skiełkowane

Zastosowanie maltozy:
produkty dietetyczne
produkty dla zwierząt młodych
produkcja piwa
środek smakowo-zapachowy

ulega hydrolizie do glukozy

produkt częściowej hydrolizy skrobii
zawarta w ziarnach zbóż

SACHAROZA- buraki, trzcina, słodki smak(receptory sacharozależne)

Cukry proste tworzą cykliczne związki
(-OH) poprzez mostki tlenowe
alfa 1-4
beta 1-4

POWSZECHNIE WYSTĘPUJĄCE polisacharydy

(czyli polimerowe oligosacharydy jako magazyny energii)

glikogen (większość wiązań to 1,4) złożony z reszt glukozy

skrobia - amyloza - tylko wiązania alfa1,4

amylopektyna - na 30 wiązań 1,4 przypada jedno alfa1,6

SKROBIA

• Materiał zapasowy roślin

• D-glukoza

• Wiązanie alfa

• Ponad 4000 jednostek

• Amyloza + Amylopektyna

amyloza - tylko wiązania 1,4

amylopektyna - na 30 wiązań 1,4 przypada jedno 1,6

Amyloza - łańcuch prosty: 500 do

20,000 cz. alfa-D-glukozy,

wiązania alfa (1-4)

Amylopektyna - rozgałęzione łańcuchy połączone:

>30 cząsteczek glukozy - alfa (1-4) związane wiązaniami alfa (1-6)

• Amylopektyna - mocno rozgałęziony wielocukier będący głównym składnikiem skrobi.

• Skrobia składa się w ok. 80% z amylopekytozy.

• Amylopektyna jest cukrem, który odpowiada za efekt pęcznienia skrobi i jej zdolności do tworzenia zoli.

ZWIĄZKI CUKROWO-BIAŁKOWE

• Produkty reakcji Maillarda

• Powstają podczas procesów technologicznych (temperatura)

• Niedostępne dla enzymów trawiennych

• Zmniejszają dostępność aminokwasów z przewodu pokarmowego

WŁÓKNO Pektyny

Pentozany

Gumy

Śluzy

Kwas fitynowy

Hemiceluloza

N związany z ligniną

Celuloza

Lignina

Kutyna

Suberyna

krzemionka

CELULOZA

Najczęściej spotykany

wielocukier

Wiązanie beta - niedostępne

dla enzymów kręgowców

Włókno pokarmowe - roślinne wielocukry i ligniny oporne na działanie enzymów trawiennych przewodu pokarmowego człowieka

Włókno pokarmowe

• Ligniny

• Skrobia oporna

• Polisacharydy nieskrobiowe

• Celuloza

• Polisacharydy niecelulozowe

• Nierozpuszczalne w wodzie

• Rozpuszczalne w wodzie

• Pektyny

• Gumy i kleje

• Polisacharydy roślin morskich

Włókno pokarmowe - roślinne wielocukry i ligniny oporne na działanie enzymów trawiennych przewodu pokarmowego człowieka

Frakcje rozpuszczalne w wodzie:

pęcznieje w jelicie cienkim tworząc żele o dużej lepkości, co wydłuża czas przechodzenia treści przez przewód pokarmowy.

absorbuje niektóre substancje szkodliwe zapobiegając ich wchłanianiu przez jelita, hamując jednak równocześnie wchłanianie niektóych skłądników odżywczych paszy

Frakcje nierozpuszczalne

Włókno nierozpuszczalne, głównie celuloza, posiada zdolność wiązania wody, przez co zwiększa objętość treści pokarmowej w jelicie cienkim i wpływa na jego perystaltykę.

INNE ZWIĄZKI WE WŁÓKNIE

Pentozany (arabinoksylany), kwasy uronowe (pektyny) i betaglukany - trudnostrawne pęczniejące w przewodzie pokarmowym polisacharydy nieskrobiowe. Następstwa nadmiernej ilości polisacharydów n. w diecie to: przyhamowanie wzrostu i pogorszenie wykorzystania paszy, ostra biegunka i lepka konsystencja kału o żółtobrązowym zabarwieniu wskazującym na duże wydalanie żółci drogą jelitową

Pentozany (arabinoksylany) największe ilości znajdują się w życie. Pentozany tworzą z białkami trwałe kompleksy, których udział w białku ogólnym może dochodzić do 40%. Pogorszenie strawności białka jak i samych pentozanów. Trudnostrawne kompleksy mogą stymulować rozwój mikroflory jelitowej co prowadzi do obniżenia wykorzystania energii poprzez spadek wchłaniania tłuszczu, wapnia, sodu, witaminy D. W celu poprawy strawności pentozanów do paszy dodaje się enzymy np.. arabinoksylanazę

Betaglukany pęcznieją i tworzą śluzy, które pogarszają strawność pasz poprzez utrudnienie dostępności enzymów. Beta-glukanaza rozkłada beta glukany i powoduje utratę zdolności tworzenia żelów przez te związki.

ZAWARTOSC WŁÓKNA W PASZACH

• Słoma ok. ok. 40%

• Siano ok. 35%

• Owies ziarno ok. 10%

• Zielonka ok. 5%

• Jęczmień ziarno ok. 5%

• Buraki cukrowe ok. 0,5%

ZWIĄZKI CUKRÓW Z INNYMI SKŁADNIKAMI (BIAŁKA,LIPIDY)

glikoproteiny - powstają poprzez połączenie węglowodanów z wieloma różnymi białkami (cukry stanowią mały procent całości). - składniki błon komórkowych gdzie spełniają funkcję takie jak: adhezja komórek. WIele białek wydzielanych na zewnatrz komórki jest wcześniej glikozylowana. Glikozylacja białek zachodzi w świetle retikulum endoplazmatycznego oraz aparatu golgiego

GLIKOZOAMINOGLIKANY (GAG)

-pośredniczenie w proliferacji, różnicowaniu się, migracji i adhezji komórek (Berg i wsp., 2005)

-wiązanie na powierzchni komórek czynników stymulujących wzrost i proliferację komórek w tym hormonów, cytokin i chemokin (Joo i wsp., 2005).

-immunomodulacja

-regulacja aktywności enzymatycznej i molekul. szlaku sygnałów w odpowiedzi na uszkodzenie komórek

-zdolność wiązania substancji toksycznych w rozpuszczalne w wodzie wiązania, łatwe do usunięcia z organizmu

-aktywność antyoksydacyjna

PROTEOGLIKANY

silna aktywność antybakteryjna zarówno dla bakterii Gram-dodatnich, Bacillus subtilis i Staphylococcus aureus i Gram-ujemnych, Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa. (Kubota i wsp. 1985).

MUKOPOLISACHARYDY

-glikozoaminoglikany - powtarzające się jednostki dwucukrowe. przynajmniej jeden z cukrów w powtarzającej się jednostce disacharydu ma ujemnie naładowaną grupę karboksylową, bądź siarczanową

siarczan chondroityny, siarczan keratnu, heparyna, siarczan heparanu, siraczan dermatanu i kwas hialuronowy.

-GAG są połaczone z baiłkami tworząc proteoglikany(95% masy cząsteczki to cukry). funkcje: zmniejszają tarcie ze środowiskiem zewnętrznym komórek, składnik tkanki łącznej, uczestniczą w przywieraniu komórek do macierzy zewnatrzkomórkowej, wiążą czynniki stymulujące proliferację komórek (przykład grup krwi)

LIPIDY

związki o charakterze lipofilnym lub amfipatycznym, nie rozpuszczają się w wodzie, natomiast są dobrze rozpuszczalne w rozpuszczalnikach niepolarnych takich jak aceton, benzen, eter, chloroform.

Tłuszcz surowy (ekstrakt eterowy) zgodnie z założeniami analizy weendeńskiej to grupa związków rozpuszczalnych w eterze dwuetylowym lub pozostałych wymienionych rozpuszczalnikach

Tłuszcz surowy	Frakcje tłuszczu
		Frakcja zmydlająca się	Kwasy tłuszczowe	Nasycone SFA
						Jednonienasycone MUFA
						Wielonienasycone PUFA
					Sfingolipiy [pochodne sfingolu]	Sfingomieliny [związki ceramidu z fosfocholiną]
						Glikosfingolipidy [związki ceramidu z cukrowcami]
					Glicerolipidy [pochodne glicerolu]	Triacyloglicerole [estry glicerolu i kwasów tłuszczowych]
						Glicerolofosfolipidy [pochodne kwasu glicerolofosforowego]
				Mydła [sole kwasów tłuszczowych i metali]
				Woski [estry wyższych alkoholi jednowodorotlenowych i kwasów tłuszczowych]
			F.Nie zmydla się[poch. izoprenu]	Terpeny [cykliczne związki izoprenu]
				Steroidy [cyklopentano-perhydro-fenantren]
				Karotenoidy pochodne izoprenu

1. Atomy C numerujemy zaczynając od węgla karboksylowego

2. Atomy C nr 2 i 3 określa się jako atomy α i β

3. At. C w gr. metylowej (na końcu łańcucha) nazywamy at. ω OMEGA

4. Położenie wiązania podwójnego oznacza się symbolem Δ DELTA z liczbowym indeksem określającym węgiel, przy którym się ono znajduje

5. Alternatywnie pozycja wiązania podwójnego może być określana poprzez numerowanie zaczynające się od końca metylowego z at. C ω jako numer 1

KWASY TŁUSZCZOWE

• Długości łańcucha węglowego:

• krótkołańcuchowe KT, (masłowy, propionowy, octowy) do 5at C

• średniołańcuchowe KT, (kaprylowy kapranowy) do 12at C

• długołańcuchowe KT, (arachidonowy, eikozapentaenowy)

• bardzo długołańcuchowe KT (kwas lignoceronowy) 22, 24 i 26 at C

• Ilości podwójnych wiązań:

• C:0, C:1, C:2, C:3, C:4, C:5, C:6

• Lokalizacji podwójnego wiązania:

• n-3,

• n-6,

• n-9, ..

Kwasy tłuszczowe występujące w układach biologicznych mają zwykle parzystą liczbę at. C, zazwyczaj od 14 do 24. Najwięcej jest 16 i 18 węglowych

TRAWIENIE

tłuszcze trawione są głównie w jelicie cienkim przez lipazy trzustkowe i jelitowe. W obecności kwasów żółciowych i białka dochodzi do znacznego spadku napięcia powierzchniowego W tych warunkach duże kuleczki tłuszczu ulegają dyspersji, tworząc drobną emulsję.

ENTEROCYT-przemiana lipidów

• Resynteza TAG

• monoacyloglicerydy + KT,

• glicerydy + KT

• Tworzenie chylomikronów i VLDL

• (TG, cholesterol, fosfolipidy, witaminy, białka)

• Uwalnianie chylomikronów do układu limfatycznego i VLDL do krwiobiegu

• Chylomikrony >naczynia limfatyczne>watroba

• VLDL > krwiobieg z pominięciem wątroby>tętnice>organizm

• Uwalnianie glicerolu i krótkołańcuchowych KT bezpośrednio do krwiobiegu

• (żyła wrotna>wątroba>serce)

TRANSPORT

• Lipidy nie rozpuszczają się w wodzie i dlatego w krążeniu występują tylko po połączeniu z cząsteczkami białek jako lipoproteiny. W zależności od składu i właściwości lipoproteiny dzielą się na cztery podstawowe frakcje:

• chylomikrony - zawierają triacyloglicerydy egzogenne

• VLDL (ang. Very Low Density Lipoprotein) - lipoproteina o bardzo małej gęstości - Przenośnik TAG endogennych

• LDL (ang. Low Density Lipoprotein) - lipoproteina o małej gęstości - Przenośnik cholesterolu

• HDL (ang. High Density Lipoprotein) - lipoproteina o dużej gęstości - Estryfikacja cholesterolu, Wychwyt nadmiaru cholesterolu

POWSTAWANIE CIAŁ KETONOWYCH

Przyczyny:

• brak węglowodanów w diecie

• brak insuliny

• uruchomienie rezerw tłuszczu

• wysoki poziom WKT w stosunku do możliwości ich spalenia w mitochondrium.

Najpierw powstają kwasy (acetooctan, beta-hydroksymaślan), później w nieenzymatycznej (spontanicznej) reakcji powstaje keton (aceton); prowadzi to do hyperketonemii, dalej do ketonurii i kwasicy ketonowej.

Nie ma przekształcenia kwasów tłuszczowych w glukozę bo reakcja DH pirogronianowej jest nieodwracalna.

W PROCESIE GLUKONEOGENEZY MOŻE WZIĄĆ UDZIAŁ TYLKO GLICEROL!!

BIAŁA TKANKA TŁUSZCZOWA WAT

• Odkładanie, magazynowanie i uwalnianie do krwi substratów dostarczających energię

• Odkładanie: triacyloglicerydy TAG

• Uwalnianie do krwi: kwasy tłuszczowe + glicerol

• Utlenianie w komórce:

• na niskim poziomie,

• w celu biosyntezy TAG,

• źródło energii w tkance tłuszczowej - glukoza

• minimalizacja wykorzystania białka i tłuszczu jako źródła energii

• wychwyt glukozy przez WAT

• koncentracji glukozy

• poziom insuliny

• GLUT 1 (przenośnik niezależny od insuliny)

• GLUT 4 (przenośnik zależny od insuliny)

BRUNATNA TKANKA TŁUSZCZOWA BAT

• Na wewnętrznej błonie mitochondrialnej występują białka rozsprzęgające (termogeniny - uncoupling proteins)

• Zdolność przenoszenia wolnych protonów (powstających w procesach oksydacyjnych) bez tworzenia ATP (ADP + P)

• Pobudzenie - noradrenalina związana z receptorami plazmatycznymi

• Noradrenalina pobudza w BAT

• Lipolizę

• Glukoneogenezę

• Substraty utleniane w BAT

• Wolne kwasy tłuszczowe

• Wnikające z krwi

• Syntetyzowane z

glukozy i innych substratów

BIOSYNTEZA NKT

Lipogeneza zachodzi w cytozolu komórek wielu tkanek, zwłaszcza w wątrobie, nerkach, mózgu, płucach, gruczole sutkowym i tkance tłuszczowej

WPŁYW TŁUSZCZU PASZY NA ORGANIZM ZWIERZĄT

• Strukturalne

• Budowa błon biologicznych

• Budowa ciała

• Funkcjonalne

• Synteza eikozanoidów

• Synteza witamin i substancji bioaktywnych

• Informacyjne

• Ekspresja genów

• Hormony

BŁONY BIOLOGICZNE

Lipidy błonowe obejmują trzy główne klasy: fosfolipidy, glikolipidy i cholesterol. Różne fosfolipidy są eksponowane na zewnątrz i do wewnątrz błon

Fosfolipidy pełnią funkcje sygnalne

TAG zawierają różne kwasy tłuszczowe
tworzą błony biologiczne o różnej strukturze zależności od zawartych kwasów tłuszczowych

1. przepuszczalność
2. powinowactwo do innych cząsteczek; białka, cholesterol..
3. ochrona antyoksydacyjna (flip-flop)

Poprzez hamowanie powstawania rodników nadtlenkowych witamina C stabilizuje integralność błony komórkowej.

Dwie strategie działania:

1. Silna reaktywność wobec rodników tlenowych i innych RFT.

2. Ścisłe współdziałanie z antyoksydantem domeny lipidowej błon komórkowych - α-tokoferolem.

ROLA TŁUSZCZU W ORGANIZMIE

Strukturalna

• Budowa ciała

Makrostruktura organizmu

• odkładanie tkanki zapasowej

• odkładanie tkanki tłuszczowej okołonarządowej

• lokalizacja komórek tłuszczowych w tkankach

• łącznej

• mięśniowej

• lokalizacja tłuszczu w komórkach

• tłuszczowych

• mięśniowych...

FUNKCJE: magazynująca, termoizolacyjna, ochronna (urazy mechaniczne)

Tłuszcz gromadzony jest i jest składnikiem :

• Włókien mięśniowych

• Tkanki łącznej włóknistej

• Włókien nerwowych

• Naczyń krwionośnych i chłonnych

Funkcjonalne

• Funkcje endokrynne i sygnalne

• Udział w odpowiedzi zapalnej organizmu

cytokiny i białka związane z cytokinami : leptyna, czynnik martwicy nowotworów

(TNF-a, interleukina 6 )

• białka związane z układem krzepnięcia: inhibitor

aktywatora plazminogenu 1, czynnik tkankowy (TF, tissue factor);

• inne białka związane z układem odpornościowym:

czynnik chemotaktyczny monocytów (MCP-1, )

• angiotensynogen — białko układu renina-angiotensyna;

• inne białka (pozostałe adipokiny): rezystyna, apelina, wisfatyna

TRIG stanowią podstawowy składnik tłuszczu właściwego

Zbudowane są z glicerolu związanego z 3 różnymi kwasami tłuszczowymi

Kwasy tłuszczowe mogą należeć do różnych grup i rodzin:

• SFA

• MUFA

• PUFA rodzina n-9; n-6, n-3

Immunologia
(mechanizmy swoiste i nieswoiste)

Mechanizmy nieswoiste

• komórki żerne (monocyty/makrofagi i granulocyty)

• układ dopełniacza

• lizozym

• interferon

• komórki zdolne do cytotoksyczności spontanicznej

Mechanizmy swoiste

• limfocyty B

• limfocyty T

• przeciwciała wytwarzane przez limfocyty B

• receptory limfocytów T wiążących antygen

PROSTAGLANDYNY

-są syntetyzowane i wydzielane przez niemal wszystkie komórki

ssaków, z wyjątkiem erytrocytów. Nie są magazynowane

w komórkach.

• kontrolują transport jonów przez błony,

• modulują przekazywanie impulsów nerwowych przez synapsy

• działają antagonistycznie do adrenaliny,

• Prostaglandyny modulują funkcjonowanie mięśni gładkich, szczególnie macicy.

• utrzymanie odpowiedniego napięcia mięśni gładkich. Stymulujące

• działanie PGF na skurcze mięśni gładkich, np. macicy, ma szczególne znaczenie w akcji porodowej.

• Rozkurczowe działanie PGA prowadzi do rozszerzenia drobnych tętniczek

• obwodowych, natomiast PGE rozkurcza mięśnie gładkie, szczególnie oskrzeli.

TROMBOKSANY

-powstają w płytkach krwi

Działanie biologiczne tromboksanów polega na pobudzaniu agregacji płytek

krwi i silnym obkurczaniu małych naczyń krwionośnych.

LEUKOTRIENY

• są bardziej zapaleniotwórcze od PGs, zwłaszcza leukotrien-B4 (LTB4). LTB4

• indukują adherencję neutrofilów do śródbłonka naczyniowego,

• migrację leukocytów do miejsca zapalenia,

• uwalnianie enzymów lizosomalnych z ziarnistości, tworzenie NO,

• fagocytozę, up-regulację molekuł adhezyjnych, zwiększoną

• przepuszczalność naczyń oraz wytwarzanie RFT.

• LTB4 pobudza syntezę cytokin w makrofagach i limfocytach.

Efekty biologiczne wynikające ze stymulacji receptora ALX są komórkowoswoiste:

• obniżenie/zahamowanie funkcji neutrofilów, ich transmigracji przez „bariery”

utworzone przez komórki nabłonka i śródbłonka,

• supresja wydzielania prozapalnych cytokin przez komórki T

• stymulacja aktywności fagocytarnej monocytów i makrofagów.

REZOLWINY RvE2. RvE1 i RvE2

-hamują infiltrację - transendotelialną migrację neutrofilów do rejonu zapalenia,

-stymulują makrofagi do fagocytozy obumierających neutrofilów,

-redukują uwalnianie cytokin prozapalnych ( Promują etap wygaszania zapalenia.

-Ponadto RvE1 zakłóca agregację płytek zależną od tromboksanów,

-komórki dendrytyczne (hamuje migrację i produkcję IL- 12)

-eozynofile (hamuje zależną od alergenu mobilizację eozynofilów),

-Badania porównawcze wykazały, że w niektórych układach biologicznych efekty przeciwzapalne RvE1 były silniejsze od aspiryny, a nawet deksametazonu

REZOLWINY serii D - pochodne kwasu dokozaheksaenowego (DHA)

hamowanie mobilizacji i infiltracji leukocytów w modelu zapale nia miejscowego wywo­łanym przez TNF-a

działanie ochronne RvD1, w zapaleniu wywołanym stresem oksydacyjnym

Hamowanie zapalenia otrzewnej u myszy wywoływano podaniem i.p. cytotoksycznego i prozapalnego aldehydu, tj. 4-hydroksy­nonenalu (HNE), który powstaje in vivo w wyniku peroksy­dacji lipidów, m.in. wielonienasyconych kwasów tłuszczo­wych.

RvD1, w modelach in vitro hamują sygnalizację prozapalną generowaną w komórkach śródbłonka naczyniówki i leukocytach oraz transmi­grację leukocytów przez endotelium.

(Neuro)PROTEKTYNA - pochodna kwasu dokozaheksaenowego (DHA)

Biosynteza neuroprotektyny zachodzi przede wszystkim w tych strukturach/narządach, które zawierają dużo DHA. Do takich narządów zdecy­dowanie należy OUN, z siatkówką na czele.

Powstają w warunkach niedotlenienia, stresu oksydacyjnego, a także w obecności IL

1b.

• Przeciwdziałają apoptozie komórek wywołanej stresem tlenowym w obecności.

• NPD1 dochodzi do down-regula­cji ekspresji proapoptotycznych białek rodziny Bcl-2, co skutkowało obniżeniem aktywności proapoptotycznej ka­spazy 3 i supresją procesu apoptozy

• NPD1 hamują ekspresję genów kodujących związki pro­zapalne, np. IL-1, COX-2 i B94 (prozapalny element indu­kowany przez TNF-a) i CEX-1 (cytokine exodus protein-1 - marker odpowiedzi zapalnej i stresu oksydacyjnego)

MAREZYNY

ograniczenie nagromadzania się leukocytów wielojądrzastych w obszarze zapalenia w wyniku stymulacji aktywności fagocytarnej makrofagów

Sądzi się, że MaR1 działa przez swoisty receptor, różny od receptorów rezolwin i protektyn, którego jeszcze nie zidentyfikowano

KWAS ASKORBINOWY (WITAMINA C)

• Średniowiecze: Wskazanie na związek między sposobem żywienia a objawami choroby zwanej szkorbutem.

• Rok 1933: Ustalenie struktury kwasu L-askorbinowego.

• Rok 1933: Opracowanie metody syntezy witaminy C.

• Obecnie: Produkcja kwasu L-askorbinowego wynosi 33 000 ton/1rok (35% wartości światowej produkcji wszystkich witamin).

BUDOWA

• Kwas L-askorbinowy (100% aktywności wit. C)

• Kwas D-askorbinowy (0% aktywności)

• Kwas D-izoaskorbinowy (5% aktywności)

• Kwas L-izoaskorbinowy (0% aktywności)

WŁAŚCIWOŚCI FKZYKOCHEMICZNE

• Witamina C w roztworach wodnych ulega rozkładowi pod wpływem wielu różnych czynników: pH, temperatura, obecność tlenu i niektórych metali.

• W płynach biologicznych jest to związek prawie całkowicie zdysocjowany i wystepuje w postaci anionu askorbinowego.

KWAS L-ASKORBINOWY

Witaminę C syntetyzują: rośliny, drobnoustroje, pleśnie oraz zwierzęta

oprócz:

małp, świnek morskich, nietoperzy owocożernych

, ryb i skorupiaków.

BIOSYNTEZA KWASU L -ASKORBINOWEGO

1. Urydynotrifosforan(UTP)

przeniesiony na glukozę

enzym : urydylilotransferaza

powstaje : UDP-glukoza.

2. UDP-glukoza przekształca

się w obecności 2cz. NAD+ i

1cz. H2O.

Enzym : dehydrogenaza UDPG

powstaje : kwas UDP-glukuronowy.

3. Kwas UDP-glukuronowy

przekształca się w obecności

1cz. NADPH.

enzym: reduktaza glukuronianowa

powstaje : kwas gulonowy

4. Kwas gulonowy przekształca się

enzym : aldonolaktonaza

powstaje : Kwas L-gulonolaktonowy

5. L-gulonolaktan przekształca się

w obecności 1cz. Tlenu

enzym : oksydaza L-gulonolaktonowa

powstaje : Kwas L-askorbinowy

REDUKCJA:

Kwasu monodehydroaskorbinowego:

• reduktaza monodehydroaskorbinowa

zależna od NADH.

• reduktaza tioredoksynowa

zależna od NADPH, kofaktor: tioredoksyna.

• reduktaza ubihinonowa

zależna od NADH.

Kwasu dehydroaskorbinowego:

• reduktaza dehydroaskorbinowa

zależna od GS

• reduktaza tioredoksynowa

zależna od NADPH, kofaktor: tioredoksyna

• dehydrogenaza 3ၡ-hydroksysteroidowa ,zależna od NADPH

• glutaredoksyna

zależna od GSH

FUNKCJE BIOLOGICZNE

Synteza kolagenu

Kwas l-askorbinowy spełnia ważną funkcję

w procesie syntezy włókien kolagenowych,

jednego ze składników istoty międzykomórkowej tkanki łącznej.

Metabolizm tyrozyny

Degradacja tyrozyny

Kwas askorbinowy bierze udział w procesie utleniania i dekarboksylacji kwasu 4-hydroksyfenylopirogrnowego do kwasu homogentyzynowego .

Biosynteza noradrenaliny

Kwas askorbinowy bierze udział w procesie hydroksylacji dopaminy do noradrenaliny

Hydroksylacja steroidów

Dwie hipotezy:

1. Kwas monodehydroaskorbinowy jest przenośnikiem elektronu podczas hydroksylacji steroidów w mikrosomach

2. Duże stężenie kwasu L-askorbinowego hamuje hydroksylazy nadnerczowe przez co uniemożliwia syntezę kortykosteroidów.

Działanie antyoksydacyjne

• Witamina C jest najważniejszym antyoksydantem płynów pozakomórkowych.

• Witamina C odznacza się dużą reaktywnością wobec: anionorodnika ponadtlenkowego, nadtlenku wodoru, rodnika wodorotlenowego, rodnika wodoronadtlenowego, tlenu singletowego, kwasu podchlorowego.

Poprzez hamowanie powstawania rodników nadtlenkowych witamina C stabilizuje integralność błony komórkowej.

Dwie strategie działania:

• 1. Silna reaktywność wobec rodników tlenowych i innych RFT.

• 2. Ścisłe współdziałanie z antyoksydantem domeny lipidowej błon komórkowych - α-tokoferolem.

IMMUNOLOGIA/Witamina C
(makrofagi/monocyty, granulocyty)

• Fagocytoza i powstawanie toksycznych produktów metabolizmu komórki

• W czasie przebiegu infekcji mają miejsce znaczne straty kwasu askorbinowego w leukocytach i makrofagach.

Doświadczalnie dowiedziono wpływ witaminy C na:

• wzmożoną aktywność chemotaktyczną granulocytów i makrofagów (człowiek, świnka morska)

• wzmożenie fagocytozy u wymienionych komórek (człowiek, świnka morska, myszy)/brak wpływu na ten proces (cielęta).

• redukcję generacji reaktywnych form tlenu u makrofagów płucnych (człowiek).

• wzrost rozmiarów makrofagów (świnki morskie).

KOMÓRKI NK

• Komórki NK różnicują się w dojrzałe formy o aktywności cytotoksycznej pod wpływem cytokin (IL-2) wydzielanych przez komórki zrębu szpiku

• Modulatorem hamującym aktywność lub proliferację komórek NK jest np. Prostaglandyna E (PGF2) wydzielana przez monocyty i makrofagi

• Doustne pobranie witaminy C powoduje dziesięciokrotne podwyższenie aktywności komórek NK (człowiek).

• Brak wzrostu cytotoksyczności komórek NK po uprzednim dodaniu witaminy C (wzrost wydzielania PGF2 przez makrofagi) (myszy).

• Hipoteza: obniżona aktywność komórek NK inkubowanych z kwasem askorbinowym wynikać może z właściwości antyoksydacyjnych tej witaminy (człowiek).

LIMFOCYTY

• Dojrzewanie limfocytów B i T.

• Aktywacja limfocytów B i T.

• Mitogeny: niektóre lektyny: fitochemaglutynina, konkanawalina A, mitogen szkarłatki, pochodzenia bakteryjnego: lipopolisacharyd.

• Witamina C wpływa na wzrost proliferacji limfocytów T i B in vivo i in vitro u człowieka, cieląt, świnki moorskiej, myszy.

• Brak wpływu lub niewielki wpływ witaminy C na odpowiedź limfocytarną zależną od mitogenów in vitro u świń z upośledzoną syntezą kwasu askorbinowego.

• Witamina C wzmaga blastogenezę limfocytów zależną od mitogenów poprzez inhibicję działania dekarboksylazy histydyny.

• Witamina C ochrania DNA limfocytów przed degeneracyjnym wpływem czynników oksydoredukcyjnych.

CYTOKINY

• Cytokiny to cząsteczki regulujące proliferację i różnicowanie komórek.

• Witamina C wpływa na ekspresję genów dla IL-2: wzrost wiązania NF-κB do DNA.

• Wysokie stężenie witaminy C hamuje produkcję IL-2.

IMMUNOGLOBULINY

• Immunoglobuliny są najważniejszymi cząsteczkai układu immunologicznego.

• Występują zarówno w formie związanej na powierzchni limfocytów B jako ich receptory rozpoznające antygen, jak i w postaci wolnej w płynach ustrojowych.

• Immunoglobuliny łączą się z antygenami swoiście.

• Limfocyty Th wydzielają IL-2. Pobudza to limfocyty B do proliferacji i wytwarzania wolnych immunoglobulin (IgM)

Zwierzęta gospodarskie mają zdolność biosyntezy witaminy C

• Przeżuwacze

• Świnie

• Konie

• Drób

• Psy

• Koty

BIAŁKO

---