Cukry i cukrzyca

Cukry (węglowodany) to związki chemiczne organiczne, bardzo rozpowszechnione w przyrodzie, będące dla człowieka podstawowym materiałem energetycznym. Chemicznie węglowodany to inaczej polihydroksyaldehydy lub polihydroksyketony. Dzielą się na cukry proste, dwucukry i cukry złożone.

Wzór ogólny: C_n(H₂O)_n

PODZIAŁ CUKRÓW

Monosacharydy: diozy, triozy (aldehyd glicerynowy, dihydroksyaceton), tetrozy (np. erytroza), pentozy (np. arabinoza, ramnoza, fukoza, ryboza, dezoksyryboza, ksyloza), heksozy (np. glukoza, fruktoza, galaktoza, mannoza, sorboza).

Oligosacharydy (np. sacharoza, laktoza, maltoza, izomaltoza, celobioza, trehaloza).

Polisacharydy (np. skrobia, glikogen, inulina, celuloza).

Rola węglowodanów w organizmie człowieka:

1. Przeciętny człowiek spożywa dziennie około 500g cukrów, z czego około 30% stanowią cukry proste i dwucukry, natomiast aż 70% cukry złożone.

2. Węglowodany stanowią bardzo ekonomiczne źródło energii, która jest wykorzystywana przede wszystkim do utrzymania stałej temperatury ciała, do wykonywania prac fizycznych oraz prawidłowego funkcjonowania narządów wewnętrznych. Jeden gram węglowodanów wyzwala około 4,1 kalorii. Ostatecznymi produktami metabolizmu węglowodanów są woda i dwutlenek węgla, które są bardzo łatwe do usunięcia z organizmu. Poziom glukozy we krwi jest stały i wynosi on około 70-120 mg%. Węglowodany są materiałem do budowy składników strukturalnych komórek i ciał czynnych.

3. Cukry w organizmie człowieka pełnią nie tylko rolę energetyczną. Glukoza i produkty pośrednie jej utlenienia służą do produkcji innych związków chemicznych, np. związki, które powstają na skutek połączenia glukozy i białek pełnia kluczową role w budowaniu struktury komórek oraz w regulowaniu różnych procesów biochemicznych. Bardzo ważna rolę w organizmie pełni także ryboza, która jest zaliczana do cukrów prostych. Ryboza wchodzi w skład kwasów nukleinowych, które stanowią podstawę aparatu genetycznego w komórkach.

Funkcje węglowodanów w wysiłku fizycznym:

1. Podstawowym procesem, w którym wyzwala się energia z węglowodanów dostarczanych do organizmu z pokarmem jest glikoliza. Glikoliza stanowi łańcuch reakcji chemicznych, które przekształcają glukozę w kwas pirogronowy i jednocześnie produkowane jest ATP.

2. W procesach tlenowych (zwanych aerobowymi) glikoliza stanowi wstępny etap cyklu Krebsa tzw. cyklu kwasu cytrynowego. W warunkach tlenowych pirogronian przedostaje się do mitochondriów, gdzie ulega całkowitemu utlenieniu do wody i dwutlenku węgla. Jeśli ilość tlenu jest za mała z pirogronianu tworzy się mleczan.

3. Cykl kwasu cytrynowego powoduje dostarczenie znacznie większej ilości związków wysokoenergetycznych niż glikoliza beztlenowa.

4. Jeśli wykonuje się długo trwający wysiłek fizyczny należy dostarczać organizmowi duże ilości skrobi, gdyż gwarantuje to stopniowe doprowadzanie glukozy, która powstaje w procesie hydrolizy. Spożywanie sacharozy albo glukozy zamiast skrobi może być stosowane jedynie przez krótki okres czasu i do tego tylko w małej ilości. Sacharoza nie powinna stanowić dużego procentu spożywanych węglowodanów.

5. Stwierdzono, że glukoza i fruktoza, są przenoszone przez krew z jelita do wątroby. Krew rozprowadza glukozę do wszystkich tkanek organizmu, w których glukoza się utlenia albo jest magazynowana jako glikogen, którego nadmierne ilości są przekształcane w tłuszcz. Fruktoza natomiast po wprowadzeniu przez krew do wątroby zostaje metabolizowana niemal w całości w tłuszcz, który odkłada się w ścianach naczyń krwionośnych.

WŁAŚCIWOŚCI CUKRÓW

Właściwości cukrów są związane z ich budową. Monosacharydy mają właściwości redukujące, co zależy od obecności wolnej grupy aldehydowej lub ketonowej. Właściwości redukujące wykazują też niektóre dwucukry ( maltoza, izomaltoza, laktoza), w których jedna grupa aldehydowa jest wolna. Wykorzystuje się to w jakościowej i ilościowej analizie cukrów.

Wielocukry tworzą kompleksy z jodem. Aby zanalizować ich skład, przeprowadza się hydrolizę do monosacharydów.

Do identyfikacji cukrów stosowane są następujące metody:

• reakcje barwne ( tworzenie pochodnych furfuralowych ),

• reakcje barwne ( właściwości redukcyjne ),

• fermentacja,

• otrzymywanie osazonów i hydrazonów,

• badanie skręcalności płaszczyzny światła spolaryzowanego

WCHŁANIANIE WĘGLOWODANÓW

Węglowodany wchłaniane są z przewodu pokarmowego w formie cukrów prostych - glukoza i galaktoza głównie na drodze transportu czynnego w symporcie z sodem, natomiast fruktoza na drodze transportu biernego.

Transport czynny glukozy związany jest z wykorzystaniem energii z ATP. Przebiega on w sprzężeniu z działaniem ATP - azy sodowo -potasowej. Energia z ATP nie jest potrzebna bezpośrednio do transportu glukozy, ale konieczna jest dla działania pompy sodowej, która wyrzuca sód z komórki wbrew gradientowi stężeń. Sód wraca do komórki na zasadzie różnicy stężeń, a w symporcie z nim transportowana jest glukoza. W ten sam sposób wchłaniana jest również galaktoza.

TRANSPORT GLUKOZY DO KOMÓRKI

Po wchłonięciu glukoza transportowana jest przez krew do wszystkich tkanek. Do komórek tkanek dostaje się przy udziale translokaz. Jest to transport wspomagany i odbywa się bez wydatkowania energii.

Tkanki, których komórki posiadają receptory insulinowe, nazywamy insulinozależnymi, natomiast nieposiadające tych receptorów - insulinoniezależnymi. Do tkanek insulinoniezależnych glukoza dostaje się na zasadzie różnicy stężeń ( transport bierny ).Należą do nich komórki centralnego układu nerwowego, erytrocyty, komórki wątrobowe, komórki trzustki i nadnerczy. Tkanki insulinozależne to mięśnie i tkanka tłuszczowa.

CUKRZYCA jest przewlekłą chorobą, której przyczyną jest zaburzenie wydzielania insuliny. Niedobór insuliny prowadzi do zaburzeń w zakresie wykorzystania glukozy przez komórki organizmu, co powoduje zwiększenie stężenia glukozy we krwi (hiperglikemię) oraz wydalanie glukozy wraz z moczem. Cukrzyca charakteryzuje się także zaburzeniami metabolizmu węglowodanów, tłuszczów i białek.

OBJAWY CUKRZYCY

- Zmniejszenie masy ciała - Glukoza krążąca we krwi często jest wydalana przez nerki z moczem, nie przechodzi do wnętrza komórek. Komórki muszą szukać innego źródła energii, którym jest tkanka tłuszczowa. W konsekwencji następuje zdecydowany, niespodziewany ubytek masy ciała w bardzo krótkim czasie.
- Wielomocz (ok. 3 l na dobę) - obecność cukru w moczu powoduje przyklejanie się wody, co przejawia się dużą ilością oddawanego moczu.
- Wzmożone pragnienie - ponieważ oddajesz często dużo moczu, więc odczuwasz wzmożone pragnienie.
- Cukier w moczu - cukier pojawia się w moczu, gdy cukier we krwi przekroczy granicę progu nerkowego, czyli ok. 160 mg% (8,9 mmol/l).
- zwiększone łaknienie
- ogólne osłabienie
- świąd skóry
- podwyższenie lub obniżenie glukozy we krwi
- infekcje atakujące skórę (grzybice)
- wyczerpanie i apatia

Podział cukrzycy:

1. cukrzyca typu I - insulinozależna - wynika z braku lub znacznego ograniczenia produkcji insuliny przez trzustkę. Dotyczy najczęściej ludzi młodych, często określana jako "cukrzyca młodzieńcza". Od samego początku choroby konieczna jest uzupełnianie niedoboru insuliny przez stosowanie zastrzyków tego hormonu. Jej brak wynika z poważnego uszkodzenia komórek β trzustki..

2. cukrzyca typu II - insulinoniezależna -wynika z dysproporcji pomiędzy zapotrzebowaniem organizmu na insulinę i jej podażą we krwi, lub też z niemożliwości jej wykorzystania przez tkanki. Dotyczy najczęściej ludzi po czterdziestym roku życia oraz otyłych,czasem określana bywa jako "cukrzyca dorosłych". U części tych chorych poprawę można uzyskać bez interwencji farmakologicznej przy pomocy zastosowania odpowiedniej diety. Inna grupa chorych może być leczona przy pomocy doustnych leków przeciwcukrzycowych.

• cukrzyca wtórna, typu III - wynika z współwystępowania innej choroby.

Cukrzyca ciężarnych: wynika ze zmian zachodzących w organizmie w czasie ciąży, które ustępują po porodzie.

Wśród zaburzeń mogących wywołać cukrzyce wymienia się:

• choroby trzustki: zapalenia, stany po chirurgicznym wycięciu tego narządu;

• choroby wątroby: zapalenia, marskość;

• zaburzenia endokrynologiczne wydzielania: przysadki mózgowej, tarczycy, nanerczy;

• zaburzenia funkcji receptora insulinowego;

• cukrzycę wywołaną wadliwym żywieniem (malnutrition related diabetes mellitus - MRDM), która występuje wśród ubogich trzeciego świata i spowodowana jest albo zwłóknieniem trzustki albo niedoborem białka.

Wyleczenie choroby podstawowej, a w szczególności zaburzeń endokrynologicznych, powoduje najczęściej całkowite ustąpienie cukrzycy.

Powikłania cukrzycy

Mikronaczyniowe ----- choroby oka

/mikroangiopatie/ retinopatia

obrzęk plamki żółtej

zaćma

jaskra

----- neuropatia

funkcje czuciowe

funkcje autonomiczne

----- nefropatia

Makronaczyniowe ----- choroba wieńcowa

----- choroba naczyń obwodowych

----- choroba naczyń mózgowych

-------------------------------------------------------------------------------------------------

Nienaczyniowe ----- dotyczące układu pokarmowego

----- dotyczące układu wydalniczego

----- dotyczące skóry i przydatków skóry

---