Baltymų sudėtis, struktūra, funkcijos. Sudėtis. Tarp žmogaus ląstelės organinių komponentų baltymai stovi kone pirmoje vietoje, kaip ir pagal kiekį (10-12 % bendros ląstelės masės), taip ir pagal reikšmę. Suaugusio žmogaus organizmo baltymai sudaro apie 10 kg (pusę jų tenka raumenų baltymams). Baltymai yra pagrindinė organizmo statybinė medžiaga, o viena iš svarbesnių baltymų funkcijų yra organizmo (raumenų, vidaus organų ir pan.) ląstelių ir audinių atstatymas (atnaujinimas). Sportininkai kartais netgi pabrėžiama: yra baltymų - tu augi (t. y. auga raumeninė masė), nėra baltymų - tu geriausiu atveju stovi vietoje. Žinoma tai turi savo tiesos, bet ar auginti raumenis yra vienintelė baltymų paskirtis? Į šį ir kitus klausimus pabandysime atsakyti šiame straipsnyje. Baltymai - tai stambiamolekuliniai azoto turintys organiniai junginiai, sudaryti iš aminorūgščių liekanų, t. y. polimerinės medžiagos (polipeptidai), sudarytos iš monomerų. Ląstelės dažniausiai turi 20 skirtingų aminorūgščių, kuriose yra anglies (C), vandenilio (H), azoto (N), deguonies (O), būna sieros (S), kartais jodo (I), geležies (Fe), fosforo (P). Yra didelė įvairovė baltymų, kurie sudaro organizmo struktūros pagrindą ir yra reikalingi daugeliui funkcijų. Struktūra. Aminorūgšties molekulės sandara. Nepaisant sudėtingos sandaros ir didelės įvairovės, visi baltymai sudaryti palyginus iš paprastų struktūrinių elementų - aminorūgščių. Aminorūgšties molekulės sandarą matome paveikslėlyje. Į bet kokios aminorūgšties sudėtį įeina funkcinė amino grupė (-NH2), kuri ir turi pagrindines jos funkcijas. Taipogi funkcinė karboksilo grupė (-COOH) su savo rūgštinėmis savybėmis ir radikalas (-R), visų aminorūgščių jis skirtingas. Baltymo molekulėje aminorūgštys…

Štai ir priėjome prie paskutinio gliukozės arba paprasčiau sakant, prie paskutinio dar kiek plačiau nepaminėtos energijos „žaliavų” gavimo būdo – gliukoneogenezės. Glikogenolizė (glikogeno skaidymas) yra procesas, kuris pakankamai greitai teikia gliukozę, bet išsekus glikogeno atsargoms (maždaug po paros visiško nevalgymo) jis sustoja. Va tuomet į gliukozės gamybą įsijungia gliukoneogenezė. Šis procesas aktyvinamas hormonų gliukagono ir gliukokortikoidų pagalba, bet apie visą šitą procesą kiek plačiau ir kiek galima aiškiau nuo pradžių. Žmogaus organizmas gliukozę gauna su maistu ir ji greitai įjungiama į medžiagų apykaitą. Kai kuriems audiniams, pvz., smegenims, yra reikalingas pastovus gliukozės tiekimas. Žmogui ir žinduoliams gliukozė yra būtina, kadangi smegenys, nervų sistema, eritrocitai, sėklidės, inkstai kaip energijos šaltinį naudoja tik šį angliavandenį. Žmogaus smegenims per parą reikia apie 120 g gliukozės. Laisvos gliukozės vidutinio svorio žmogaus organizme yra tik apie 20 g. Kai angliavandenių patekimas į organizmą kartu su maistu yra nepakankamas, gliukozės kiekis kraujyje kai kurį laiką yra palaikomas normos ribose kepenų glikogeno skaidymo dėka. Bet glikogeno atsargos kepenyse nėra nesibaigiančios. Jos žymiai apmažėja jau per pirmas 6-10 nieko nevalgymo valandų ir praktiškai visiškai yra išnaudojamos per parą laiko. Tokiu atveju kepenyse prasideda gliukozės de novo sintezė arba gliukoneogenezė. Gliukoneogenezė. Gliukoneogenezė yra procesas, kurios metu gliukozės sintezė vyksta iš medžiagų nepriklausančių angliavandeniams. Jo pagrindinė funkcija yra palaikyti gliukozės lygį kraujyje ilgesnio badavimo ir intensyvaus fizinio krūvio metu. Šioje vietoje atkreipkite dėmesį į tai, kad gliukoneogenezė yra labai…

Glikogeno metabolizme procesų krypties pakitimus nulemia reguliaciniai mechanizmai, kuriuose dalyvauja hormonai. Glikogeno sintezės ir kaupimo procesų persijungimas vyksta keičiantis absorbciniam periodui į postabsorbcinį arba iš organizmo poilsio būklės pasikeitimu į fizinio darbo režimą. Šių metabolizmo kelių pasikeitimuose kepenyse dalyvauja hormonai insulinas, gliukagonas ir adrenalinas, raumenyse – insulinas ir adrenalinas. Pirminis insulino ir gliukagono sintezės ir sekrecijos signalas yra gliukozės lygio pakitimas kraujyje. Gliukozės koncentracijos kraujyje lygis normoje yra 3,3-5,5 mmol/l (60-100 mg/100ml). Insulinas – baltyminis hormonas, sintetinamas ir išskiriamas į kraują kasos Langerhanso salelių β-ląstelėmis. β-ląstelės yra jautrios gliukozės kiekio kraujyje pakitimams ir išskiria insuliną po valgio padidėjus jos kiekiui. Nešamasis baltymas (GLUT2), kuris pasirūpina gliukozės patekimu į β-ląsteles, gliukozę perneša tik tuomet, kai jos kiekis kraujyje viršys normos ribą (daugiau nei 5,5 mmol/l). Insulinas yra pakankamai įdomus hormonas ir vertas atskiro straipsnio, todėl kalbant apie angliavandenių apykaitą plačiai nesiplėsime ir tik bendrai paminėsime keletą jo savybių. Insulinas. Insulinas mažina gliukozės koncentraciją kraujyje, greitindamas gliukozės pernašą iš kraujo į raumenų ir riebalinio audinio ląsteles. Insulinas valdo genų raišką ir fermentų, lemiančių gliukozės ir lipidų metabolizmą, aktyvumą (aktyvina arba slopina). Jis taip pat greitina medžiagų perteklio virtimą riebalais. Veikiant insulinui didėja fermentų, katalizuojančių vyksmus, aktyvumas, kurie mažina gliukozės koncentraciją ląstelėje – greitėja glikogeno sintezė kepenyse ir raumenyse, greitėja riebalų rūgščių biosintezė kepenyse ir riebaliniame audinyje, baltymų biosintezė, kepenyse aktyvinama glikolizė. Tuo pačiu metu yra slopinami vyksmai, skatinantys gliukozės koncentracijos didėjimą…

Jau minėta glikolizė yra gliukozės skaidymas (skaidymo reakcijos) ir taip gaunama energija. Glikogenolizė yra rezervinių gliukozės atsargų glikogeno skaidymas iki gliukozės su tolimesniu energijos gavimu. Tam, kad rezervas (glikogenas) aplamai kur nors būtų, jį reikia „padaryti” – glikogeno sintezė iš gliukozės vadinama glikogenogenezė. O gliukoneogenezė yra gliukozės sintezė iš kitokių medžiagų, ne angliavandenių. Kadangi glikolizę ir glikogenolizę jau kiek aptarėme, tai reiktų kiek pakalbėti apie likusius du ir aptarti jų reikšmę. Glikogeno sintezė vyksta maisto virškinimo metu, maždaug 1-2 val. po angliavandenių maisto suvalgymo. Reiktų pažymėti, kad glikogeno sintezė iš gliukozės, kaip ir bet koks anabolinis procesas, reikalauja energijos eikvojimo. Pavalgius, gliukozė yra absorbuojama žarnyne ir krauju patenka į audinius. Gyvūnų organizme glikogenas sintetinamas beveik visuose audiniuose, tačiau aktyviausiai šis procesas vyksta kepenų ir griaučių raumenų ląstelėse. Kaip minėta, glikogeno struktūra yra išsišakojusi, tokiu būdu, glikogeno sintezės metu atsišakojimų ar atšakų skaičius gali keliskart padidėti. Grandžių galai tarnauja kaip molekulės augimo taškai – esant sintezės procesams, bei pradžia – esant skilimo procesams. Glikogeno skaidymas ir jo sintezė vyksta kaip atsakas į gliukozės poreikį organizme. Kepenų glikogenas yra skaidomas intervaluose tarp maisto vartojimo, be viso to, šis procesas kepenyse ir raumenyse greitėja fizinio darbo metu. Apibendrinant glikogeno sintezės ir skaidymo reikšmę organizmui galima pridurti: •glikogeno sintezė ir skilimas vyksta skirtingais metabolizmo keliais; •kepenys gliukozę kaupia glikogeno pavidalu ne kiek savo reikmėms, bet kiek pastovios gliukozės koncentracijos kraujyje palaikymui, ir, be viso ko, taip aprūpina gliukoze kitus audinius;…

Glikogenas yra rezervinis organizmo polisacharidas, jo sankaupų galima aptikti beveik visuose audiniuose. Daugelis audinių sintetina glikogeną kaip gliukozės rezervinę formą. Glikogeno sintezė ir skaidymas padeda aprūpinti gliukozės koncentracijos pastovumą kraujyje, o jo sandėliavimas sudaro audiniams galimybę esant poreikiui juo pasinaudoti. Glikogeno molekulė yra šakota, kurioje gliukozės monomerai sujungti tam tikrais glikozidiniais ryšiais (žr. pav.). (A) Glikogeno molekulės modelis. (B) Glikozidinių ryšių tipai. Glikogeno molekulė - tai šakotas gliukozės liekanų polimeras; šakos, nutolusios maždaug per 10 gliukozės liekanų, sujungtų α-1,4-glikozidiniais ryšiais (1), šakojasi. Šakojimosi taškuose (2) gliukozės liekanos sujungtos α-1,6 glikozidiniais ryšiais; 3 - neredukuoti galiniai monomerai; 4 - redukuojamasis galinis monomeras. Šakotos struktūros glikogenas yra tirpesnis vandenyje, lyginant su taipogi šakota krakmolo struktūra, todėl greičiau panaudojamas. Glikogenas audinių ląstelėse kaupiamas granulėmis, jų dydis gali būti nuo 10 nm iki 40 nm, o jų kiekis priklauso nuo mitybos. Pvz., tyrimų metu nustatyta, kad gerai maitinamų eksperimentinių žiurkių kepenyse glikogeno yra daug, o badaujančių – mažai. Nors iš tikro net nereikia per daug ieškoti eksperimentais pagrįstų tyrimų ir jų nagrinėti. Daugelis jėgos sporto atstovų žino, kuo raumenyse yra daugiau glikogeno, tuo jie labiau bus didesni, o jų formą atrodys dailiai apvali, o ne plokščia. Bet grįžkime prie glikogeno nagrinėjimo. Glikogeno granulėse taipogi yra įterpti glikogeną sintetinantys ir skaidantys fermentai, bei kai kurie jo apykaitą reguliuojantys fermentai. Šie visi fermentai yra svarbūs glikogeno metabolizme. Glikogeno šakota struktūra lemia didelį kiekį galinių monomerų buvimą, dėl…

Glikolizė. Kai maisto angliavandeniai yra suskaidomi iki tinkamų organizmui panaudoti junginių (dažniausiai tai gliukozė), prasideda energijos gavimo procesų reakcijos. Energijos gavimo būdų iš angliavandenių (ir kitų medžiagų) yra keli. Šie procesai yra pakankamai sudėtingi, šiame straipsnyje nėra tikslo išsamiai išdėstyti visų procesų visas biochemines reakcijas, jų seką ar aprašymą. Pagrindinis tikslas yra trumpai ir glaustai išdėstyti pagrindinę kiekvieno cheminio proceso esmę. Jau aukščiau kiek minėjome glikolizę, kurios metu gliukozė yra suskaidoma ir išsiskiria energija. Glikolizė - 10 nuoseklių fermentinių reakcijų seka susidedanti iš dviejų stadijų. Per pirmąją glikolizės stadiją yra panaudojamos dvi ATP molekulės, o per antrąją jau susidaro keturios ATP molekulės. Taigi, jei viskas gerai su matematika, galutiniame vienos gliukozės molekulės oksidacijos procese mes gauname dvi naujas ATP molekules. Pradžioje dvi sunaudojome, paskui pagaminome keturias, rezultate yra dvi naujos. Kalbant išties, pati gliukozė yra chemiškai mažai aktyvi, todėl jau pirmosios glikolizės stadijos metu ji yra aktyvinama ją fosforilinant iki gliukozės 6-fosfato, o jau šis junginys yra tolimesnių susidarymo produktų pirmtakas (pvz., kitų monosacharidų, oligosacharidų ir polisacharidų pirmtakas). Gliukozės 6-fosfatas gali būti suskaidytas, o skaidymo produktai naudojami susidarant aminorūgštims, lipidams ar kitiems biologiškai svarbiems junginiams. Apibendrinant – per 10 glikolizės cheminių reakcijų, įvairių fermentų pagalba gliukozė yra perdaroma į vis sekančius junginius, dėl ko susidaro ATP ir piruvatas. Piruvato susidarymas yra galutinė glikolizės stadija. Aerobinėmis sąlygomis piruvatas visiškai oksiduojamas iki CO2 ir H2O, o anaerobinėmis sąlygomis jis gali virsti įvairiais…

Virškinimas. Informacija pateikta žemiau yra angliavandenių metabolizmo procesų organizme santrauka – pradedant nuo maisto virškinimo pradžios iki energijos gavimo būdų ir skaidymo, gaunant galutinius produktus. Šiame straipsnyje angliavandeniai nebebus nagrinėjami pagal sudėties grupes, todėl pirmiausia vertėtų susipažinti su straipsniu "Angliavandeniai.(visas straipsnis)". Žarnyno epitelinės ląstelės geba pasisavinti tik monosacharidus, t.y. pačius paprasčiausius angliavandenius. Todėl angliavandenių virškinimo proceso esmė yra fermentinė glikozidinių ryšių hidrolizė (žr.pav.). Šis procesas vyksta angliavandeniuose, kurie turi oligo- arba polisacharidinę struktūrą. Aiškumo dėlei – glikozidinis ryšys turi svarbų biologinį vaidmenį, kadangi būtent to ryšio dėka yra vykdomas kovalentinis monosacharidų surišimas į oligo- ir polisacharidų junginius. Kalbant paprasčiau, gamtoje egzistuoja keletas angliavandenių rūšių, t.y. pradedant nuo pačių paprasčiausių (monosacharidų – gliukozė, fruktozė ir kt.) iki vis sudėtingesnių (oligosacharidų ar polisacharidų). Įvairūs sudėtingi angliavandeniai yra sudaryti iš paprastų angliavandenių grandžių. T.y. paprastųjų angliavandenių molekulinės grandys yra susijungusios į šiek tiek sudėtingesnius ir labai sudėtingus angliavandenių junginius. Taigi, organizmas negali pasisavinti sudėtingų angliavandenių junginių, todėl tam, kad angliavandeniai organizme būtų pasisavinami juos reikia suskaidyti. T.y. sudėtingesnių angliavandenių glikozidiniai ryšiai yra suardomi ir gaunami paprastieji angliavandeniai. Žmogaus organizme angliavandenių virškinimas (hidrolizė) prasideda jau burnoje. Čia jie susmulkinami kramtant ir sumaišomi su seilėmis. Seilės, 99 % yra sudarytos iš vandens ir paprastai turi pH 6,8. Burnoje pradedamas pirminis virškinimo procesas ir tai taikoma tik polisacharidams (krakmolas, glikogenas). Prisiminkime, kad krakmolas yra polisacharidas, sudarytas iš gliukozės monomerų, kurie sujungti tam tikrais glikozidiniais ryšiais.…

Įžanga. Virškinimas. Informacija pateikta žemiau yra angliavandenių metabolizmo procesų organizme santrauka - pradedant nuo maisto virškinimo pradžios iki energijos gavimo būdų ir skaidymo, gaunant galutinius produktus. Šiame straipsnyje angliavandeniai nebebus nagrinėjami pagal sudėties grupes, todėl pirmiausia vertėtų susipažinti su straipsniu "Angliavandeniai.(visas straipsnis)". Žarnyno epitelinės ląstelės geba pasisavinti tik monosacharidus, t.y. pačius paprasčiausius angliavandenius. Todėl angliavandenių virškinimo proceso esmė yra fermentinė glikozidinių ryšių hidrolizė (žr.pav.). Šis procesas vyksta angliavandeniuose, kurie turi oligo- arba polisacharidinę struktūrą. Aiškumo dėlei - glikozidinis ryšys turi svarbų biologinį vaidmenį, kadangi būtent to ryšio dėka yra vykdomas kovalentinis monosacharidų surišimas į oligo- ir polisacharidų junginius. Kalbant paprasčiau, gamtoje egzistuoja keletas angliavandenių rūšių, t.y. pradedant nuo pačių paprasčiausių (monosacharidų - gliukozė, fruktozė ir kt.) iki vis sudėtingesnių (oligosacharidų ar polisacharidų). Įvairūs sudėtingi angliavandeniai yra sudaryti iš paprastų angliavandenių grandžių, t.y. paprastųjų angliavandenių molekulinės grandys yra susijungusios į šiek tiek sudėtingesnius ir labai sudėtingus angliavandenių junginius. Taigi, organizmas negali pasisavinti sudėtingų angliavandenių junginių, todėl tam, kad angliavandeniai organizme būtų pasisavinami juos reikia suskaidyti, t.y. sudėtingesnių angliavandenių glikozidiniai ryšiai yra suardomi ir gaunami paprastieji angliavandeniai. Žmogaus organizme angliavandenių virškinimas (hidrolizė) prasideda jau burnoje. Čia jie susmulkinami kramtant ir sumaišomi su seilėmis. Seilės, 99 % yra sudarytos iš vandens ir paprastai turi pH 6,8. Burnoje pradedamas pirminis virškinimo procesas ir tai taikoma tik polisacharidams (krakmolas, glikogenas). Prisiminkime, kad krakmolas yra polisacharidas, sudarytas iš gliukozės monomerų, kurie sujungti tam tikrais glikozidiniais…

Aa Ąą Bb Cc Čč Dd Ee Ęę Ėė Ff Gg Hh Ii Įį Yy Jj Kk Ll Mm Nn Oo Pp Rr Ss Šš Tt Uu Ųų Ūū Vv Zz Žž ⇡ - nuoroda į tokį pat, bet platesnį arba kitą, tapatų terminą ∆ - tas pats, pasikartojantis, pagrindinis (aiškinamas, nagrinėjamas) terminas agr. - agronomija, agronomijoje anat. - anatomija, anatomijoje angl. - angliškai, anglų archit. - architektūra, architektūroje asm. - asmuo, asmeninis astr. - astronomija, astronomijoje av. - aviacija, aviacijoje b. g. - bendroji giminė bažn. - bažnytinis, bažnyčioje bdv. - būdvardis  beasm. - beasmenė vartosena biolg. - biologija, biologijoje bot. - botanika, botanikoje chem. - chemija, chemijoje CNS - centrinė nervų sistema dgs. - daugiskaita, daugiskaitinis dkt. - daiktavardis dll. - dalelytė dlv. - dalyvis ekon. - ekonomika, ekonomikoje esam. - esamasis laikas etnogr. - etnografija, etnografijos farm. - farmacija, farmacinis, farmacijoje fil. - filosofija, filosofijoje fin. - finansai fiz. - fizika, fizikoje fiziol. - fiziologija, fiziologijoje fot. - fotografija, fotografijoje geogr. - geografija, geografijoje geol. - geologija, geologijoje geom. - geometrija, geometrijoje gr. - graikiškai, graikų iron. - ironiškas, ironiškai istor. - istorinis, istorija, istorijoje juok. - juokas, juokiamasis, juokaujamai KM - Michaelio konstanta kar. - karyba, karyboje, karinis kom. - komercija, komercinis, komercijoje komp. - kompiuterija, kompiuterinis, kompiuterijoje kt. - kiti, kitkas, kita kul. - kulinarija, kulinarijoje kuop. - kuopa, kuopinis lingv. - lingvistika, lingvistikoje lit. - literatūra, literatūroje lot. - lotyniškai, lotynų m. g. - moteriškoji giminė mat. - matematika, matematikoje med. - medicina, medicinoje menk. - menkniekis, menkinamasis, menkinamai min. - mineralogija, mineralogijoje mit. - mitologija, mitologijoje muz. - muzika, muzikoje, muzikinis mžb. - mažybinis nežym. - nežymimasis ntk. - neteiktinas ntk. term. - neteiktinas terminas of. - oficialus, oficialiai pan. - panašus, panašiai parod.-  parodomasis pažym. - pažymimasis…

Po treniruotės raumenims reikalingas poilsis, atsistatymo periodas, t.y. laikas atstatyti raumenų glikogeną. Ypač šis poreikis išryškėja pirmosiomis valandomis po treniruočių, kai glikogeno saugyklos visai tuščios. Šiuo metu raumenų kraujotaka itin suaktyvėjusi ir raumenų ląstelės gerai pasisavina gliukozę. Be viso to, jos ypač jautrios insulino lygio pakitimams, prasideda glikogeno sintezė. Šios priežastys pakankamai svarbios, todėl iškart po treniruotės reiktų suvartoti angliavandenių kartu su baltymais. Energijos atstatymui po treniruotės labiausiai tinka angliavandeniai su aukštu glikeminiu indeksu, kurie organizme greit pasisavinami. Žinoma tai itin tinka auginant raumenų masę, o tam geriausiai pasitarnaus skysti sportiniai kokteiliai. Tai nėra panacėja, galima suvartoti ir kitokių greitų angliavandenių, pvz., medaus su baltymais arba tiesiog suvalgyti kietą maistą (ryžius ir pan.). Bet tokiu atveju laikotarpis, kol angliavandeniai bus virškinami ir gabenami į kraują, žymiai pailgėja, todėl tam tikras palankus laiko momentas jau bus prarastas arba blogiausiu atveju šiek tiek pavėluotas. Aplamai, skysti angliavandenių gėrimai yra neblogas dalykas papildyti dienos angliavandenių kiekį, ypač kai po sunkios treniruotės nėra visai noro valgyti. Tokiame kokteilyje gausu gliukozės, kuri padės greit atstatyti glikogeno atsargas. Kai kuriuose iš jų vietoj gliukozės būna fruktozė, kuri raumenų glikogeno atsargas atstatinėja ne taip greitai kaip gliukozė. Todėl po treniruotės reiktų stengtis vengti tokių gėrimų. Vaisiams tai netaikytina, kadangi juose yra gliukozės ir fruktozės mišinys.Kiek vėliau, po treniruotės, reiktų maždaug kas dvi valandas nepamiršti valgyti angliavandenius su žemesniu glikeminiu indeksu, visiškam glikogeno atsargų atstatymui. Kartais angliavandenių…