2. Karbonhidratlar.pptx, genel beslenme dersi

Karbonhidratlar

1. 2. Karbonhidratlar Dersin Adı: Genel Beslenme Sorumlu Öğretim Elemanı : Dr . Begümhan Ömeroğlu Gülada

2. 1.KARBONHİDRATLAR Karbonhidratlar doğada en fazla bulunan organik moleküllerden biridir . Molekül yapılarında, alkol grubu ile birlikte ya aldehit ya keton grubu bulunur. Karbonhidratlar , polihidroksi alkollerin aldehit veya keton türevleri veya bunların polimerleridirler  Birçok işlevlerinin yanı sıra organizmadaki en önemli görevleri enerji sağlamaları ve depolanabilmeleridir. Ayrıca organizmanın yapı unsurları arasında yer alırlar. Empirik formülleri (CH2O)n dir .

3. 1.KARBONHİDRATLAR Karbonhidratlar, besinlerimizde en çok bulunan besin öğesidir. Hem yapısal ve hem de metabolik rol oynadıkları hayvan ve bitki dokularının içinde yaygın bir şekilde bulunur.

4. Bitkiler karbonhidratları fotosentez yoluyla ve güneş ışığı yardımıyla karbondioksit ve suyu kullanarak klorofilden sentezlerler. Sentezlenen karbonhidratlar bitkilerin köklerinde, gövdelerinde, tohumlarında, meyvelerinde veya yapraklarında depolanır.

5. Laktoz gibi hayvansal kaynaklı karbonhidratlar da bulunur ve az miktarda glikojen yapısında depo edilir. Karbonhidratlar değişime (transformasyona) uğrayarak ısı enerjisi vermeleri yönünden canlılar için önemleri büyüktür

6. 1.1.Monosakkaritler Basit şekerlerdir Karbon, hidrojen ve oksijenden oluşmuş hidrolizle daha küçük birimlere ayrılmayan moleküllerdir. Monosakkaritler , moleküllerindeki toplam karbon sayılarına göre de trioz , tetroz , pentoz , heksoz olarak adlandırılırlar

7. Monosakkaritlerin Bazı Özellikleri 1. - OH gruplarından dolayı tatlıdırlar.

8. 2. Yapısında asimetrik grupların bulunması dolayısıyla polarize ışınları sağa sola çevirirler. Sağa çevirenler D, sola çevirenler L’dir. Memelilerde monosakkaritlerin çoğu D şeklindedir.

9. 3. Monosakkaritler indirgeyici bileşiklerdir. Aktif aldehit gruplarından ileri gelir. 4. Monosakkaritlerin nitrik asitle oksidasyonu ile 6. C’daki OH grubu karboksil grubuna çevrilir. Monosakkaritlerin okside olmuş bu şekillerine uronik asit denir. 5. Monosakkaritler suda kolayca erirler ve gerçek çözelti oluştururlar.

10. Monosakkaritlerin Dizgilenmesi Karbon Sayısı Aldozlar Ketozlar 6 Glikoz,galaktoz Fruktoz 5 Riboz Riboloz 4 Eritroz Eritroloz 3 Gliserolaldehit Dioksiaseton

11. 1.1.1.GLİKOZ Dekstroz ve üzüm şekeri adı da verilir. İnsan organizmasında serbest halde kanda bulunmaktadır. Kompleks karbonhidratların bileşiminde en çok bulunan monosakkarittir .

12. Organların çalışması için gerekli olan temel enerji kaynağı glikozdur. Örneğin ; Beyin , glikozu kullanamazsa fonksiyonlarını düzgün sürdüremez .  Düşük plazma glikoz düzeyleri bilinç bulanıklığı, bayılma, letarji ile kendini göstermektedir.  Plazma glikozunun 45mg/ dL’den düşük olduğu durum olarak tanımlanan hipogliseminin devamı halinde, bu semptomlar bilinç kaybı ve koma şeklinde ilerler ve hipoglisemi durumunun daha fazla sürmesi halinde ise ölümle sonuçlanabilir.

13. 1.1.2.FRUKTOZ Meyve şekeri veya levüloz adı verilir. Serbest halde meyvelerde, pekmez ve balda bulunmaktadır. Bazı disakkaritlerin yapısında yer alır.

14. Günümüzde enzimatik hidroliz ile saf fruktoz elde edilerek şeker yerine kullanılmaktadır . ( Fruktoz şurubu)

15. 1.1.3.GALAKTOZ Glikoza bağlı bir halde süt şekeri denen disakkarit içinde bulunur. Süt şekeri (laktoz), glikoz ve galaktozun bileşiğidir. Galaktoz , laktozun hidrolizi ile elde edilir. Galaktoz çözeltide halka şeklini alabilir.

16. 1.2.DİSAKKARİTLER Disakkaritler iki monosakkaridin bir molekül su kaybetmek süratiyle birleşmesinden oluşan şekerlerdir. Bu bağa glikosit bağ denir. Genel formülleri C12H22O11 dir . Bu en çok bilinen hekzozların birleşmesiyle oluşan sakkaroz , laktoz ve maltozdur.

17. 1.2.1.SAKKAROZ En çok şeker pancarı ve şeker kamışında bulunur. 1 molekül glikoz + 1 molekül fruktozun 1,4 glikosit bağıyla birleşmesinden oluşmuştur. Sakkaroz , serbest yarı asetal hidroksili içermediğinden indirgeyici özellikte değildir

18. 1.2.2.LAKTOZ İnsanların ve memeli hayvanların sütünde bulunur. 1 molekül glikoz ile 1 molekül galaktozdan oluşmuştur. Anne sütünde %7-8, inek sütünde +4-5 kadardır. Sütte bulunan tek karbonhidrat türüdür. Laktoz, serbest yarı asetal hidroksili içerdiğinden indirgeyici özelliktedir

19. 1.2.3.MALTOZ Tahıl(arpa ) ve baklagillerde az miktarda bulunur. İki molekül glikozun birleşmesiyle oluşan bir disakkarittir . Maltoz, doğada serbest halde bulunmaz; bir polisakkarit olan nişastanın yapısında yer alır. Çimlenmiş arpa ile tahıllardaki nişastayı hidroliz etmek suretiyle elde edilir.

20. 1.3.OLİGOSAKKARİTLER VE POLİSAKKARTİLER 1.Oligosakkaritler ; 3-10 arası monosakkarit birimi bulunan karbonhidratlardır. Oligosakkaritler « prebiyotikler » olarak adlandırılır. Bağırsaklarda patojen bakterilerin çoğalmasını engelleyen bifido bakterilerin çoğalmasını uyarır. Maltodekstrin ve izo maltozlar dışında sindirilmeden kalın bağırsağa geçtikleri için bakteriler tarafından fermente edilirler. Rotavirüsleri baskılarlar Anne sütünde de bulunmaktadırlar. Anti- infektif rol oynar.

21. Oligosakkaritlerin başlıcaları ; Galaktooligosakkaritler Fruktooligosakkaritler Maltodekstrin Polidekstroz İzomaltobioz İzo maltooligosakkaritler

22. 1.3.1.OLİGOSAKKARİTLER Galaktooligosakkaritler ; galaktoz + glikoz + fruktoz dan oluşur. 1,2,ß bağıyla bağlanmıştır. En çok baklagillerde bulunur. Baklagillerin kuru ağırlığının %4-5’ini oluşturur.

23. Fruktooligosakkaritler ; ( İnülin ) Değişik sayıda fruktoz ve glikozdan meydana gelir. ß glikozit bağ ile bağlanmışlardır . Soğan , Sarımsak , Muz, Yer elması, Çavdar , Buğday Kısmen sindirilir.

24. Maltodekstrin , izomaltozlar ; Glikoz+galaktoz ve sitrik asidin sentezleri ile elde edilir. Dekstrin yapışkan yapıdadır, maltozla beraber bebek mamalarında kullanılır. Maltodekstrin pankreatik amilazın etkisiyle ince bağırsakta sindirilip, emilir. Ticari olarak elde edilen dirençli maltodekstrin düşük enerjili ürünlerin üretiminde kullanılır.

25. 1.3.2. POLİSAKKARİTLER Monosakkaritlerin ( monomerler ) uzun zincirler halinde birleşerek oluşturdukları polimerlerdir. 10 ve üzeri monosakkarit birimi bulunur. Bitki hücrelerinde, polisakkaritlerin bir kısmı depo maddesi olarak (nişasta), bir kısmı da yapısal maddeler (selüloz) olarak değerlendirilir

26. Nişasta ; Glikozların 1-4 ve 1-6- ꭤ- glikosit bağı ile birleşmesi ile oluşur. Bitkilerin tanelerinde, yumrularında ve tohumlarında depo edilmiş granüller halinde bulunan bir karbonhidrattır. Amiloz ve amilopektinden oluşur.

27. Selüloz; 3000-10000 glikozun 1-4-ß-D glikozit bağı ile oluşmuş polimerdir. Lifler selülozdan oluşmuşlardır. Sindirim enzimleri selülozu parçalayamazlar Ağızdan alınan selülozun %43’ünün değişmeden dışkıyla atılmaktadır, kalanı ise metan, CO2, su ve kısa zincirli (asetat, bütirat vb ) yağ asitlerine ayrılır. Değişmeden kalın bağırsağa geçen selüloz dışkı hacmini arttırır ve bağırsağın çalışmasına yardımcı olur.

28. Glikojen ; İnsan ve hayvan vücudunda birden çok glikozdan oluşan karbonhidrat türüdür. Çok dallı bir yapıya sahiptir. Karaciğer, kas ve diğer dokularda ve de kuru mayada bulunmaktadır.

29. Hemiselüloz ; Bitki destek dokusunda selülozla birlikte bulunur. Çavdar ve arpada bulunur. Lignin ; bitki destek dokusunda bulunur. Aslında fenilpropan polimeridir. Karbonhidrat sayılmaz. Dışkıyla atılır.Bağırsak hareketlilğini arttırır. Pektin; yapı taşı galaktoüronik asidin metilleşmiş ve kalsiyum ile kompleks yapmış şeklidir. Jöle oluşturma özelliği var. Sindirilemez. Musilajlar ; Monosakkaritlerle uronik asitlerin polimerleridir.

30. 2.KARBONHİDRATLARIN SİNDİRİMİ VE EMİLİMİ Tüketilen diyetler genellikle monosakkarit yönünden miktarı az ancak karbonhidrat yönünden karışık yapı içerirler. Dolayısıyla sindirim enzimleri di , oligo ve polisakaritler için gereklidir. Karbonhidratların sindirimi oldukça hızlı olur . Karbonhidratların sindirimi ağızda başlar.

31. 2.1.KARBONHİDRATLARIN SİNDİRİMİ Ağızda sindirim: A ğızda yiyecekler önce çiğneme ile mekanik parçalanmaya uğrarlar ve tükürükle yumuşatılırlar. Tükürükte bulunan ꭤ-amilaz( pityalin ) nişastayı ꭤ-1,4 glikosit bağlarını koparır (selülozdaki ꭤ-1,4 glikositik bağlar hariç) . nişastayı dekstrin ve maltoza ayırır. Amilopektin ve glikojenin yapısında ꭤ-1,6 glikositik bağ bulunur. Bunlar da ꭤ-amilazla dallı oligosakkarit moleküllerine ayrılır.

32. Nişasta + su  çözünür nişasta + maltoz +su  eritrodekstrin + maltoz +su  akroodekstrin + maltoz +su  maltoz + su  glikoz + glikoz

33. Midede sindirimi : Karbonhidratların midedeki sindirimi çok çok azdır , çünkü mide asidi ꭤ-amilazın aktivasyonunu ortadan kaldırır. Bununla beraber mekanik sindirim devam eder ve peristaltik hareketlerle yiyeceklerin mide sekresyonuyla tamamen karışımı sağlanır. Yiyecek yoğunlaştırılmış krem haline gelir, buna “kim( chyme )” denilir.

34. İnce bağırsaklarda sindirim : Peristaltik hareketler ince bağırsaklarda devam eder. Buradaki enzimler pankreas ve intestinal kaynaklıdır. Pankreatik sekresyondaki ꭤ-amilaz ( gliko amilaz veya amilopsin ); maltozu parçalamaya devam eder. İntestinal duvarlardan salınan disakkaridaz enzimleridir. Bunlar kendilerine özel disakkaritlere etki ederler. Laktaz laktozu, sükraz sükrozu ve maltaz ( izomaltaz ) da maltozu monosakkaritlere ayırır.

35. KARBONHİDRAT SİNDİRİMİ Ağız ve Özafagus : Mekanik; çiğneme,yutma Kimyasal; Tükürük amilazı Nişasta  Dekstrin + Maltoz (ꭤ-amilaz) Mide : Mekanik ; Peristaltik hareket Kimyasal ; YOK İnce Bağırsak : Pankreatik Enzim Nişasta  Dekstrin + Maltoz ( amilaz) İntestinal Enzim : Maltoz  Glikoz + Glikoz ( maltaz ) Sükroz  Glikoz + Fruktoz ( sükraz ) Laktoz  Glikoz + Galaktoz (laktaz)

36. Karbonhidrat Çeşidi Yiyecek Kaynağı Sindirimdeki Son Ürünü Polisakkaritler a- Sindirilemeyenler Seluloz Hemiseluloz Pektin Zamk,musilaj Yosun,alg b- Kısmen Sindirilenler İnulin Galaktojen Mannosanlar Rafınoz Staçhoz Pentosanlar c – Sindirilenler Nişasta ve dekstrin Glikojen Bitki sapı,kökü,yaprağı Tohum kabukları Meyveler Bitki sekresyonu Su yosunu Soğan,Sarımsak,Muz Yılan Kurubaklagil Şekerpancarı,böbrek ve K.Fasulye Fasulyeler Meyve ve zamklar Tahıllar ve sebzeler Et ve deniz ürünleri - - - - - - Fruktoz Galaktoz Mannoz Glikoz,fruktoz,galaktoz Pentoz Pentoz Glikoz Glikoz

37. Karbonhidrat Çeşidi Yiyecek Kaynağı Sindirimdeki Son Ürünü Di ve Oligosakkaritler Sükroz Laktoz Maltoz Trehaloz Şeker pancarı ve kamışı Süt ve süt ürünleri Malt ürünleri ve kahvaltılık tahıllar Mantar,maya Glikoz,frutoz Glikoz,galaktoz Glikoz Glikoz Monosakkaritler a- Heksozlar Sorbitol Mannitol b- Pentozlar Ksilitol Meyve,Sebze,Diyet ürünleri Ananas,Tatlı Patates,Havuç Meyve,Sebze,Mantar,Tahıl Glikoz Mannoz Ksiloz Karbonhidrat Derivativleri Laktik Asit Malik Asit Süt ve Süt ürünleri Meyveler Laktik Asit Malik Asit

38. 2.2.KARBONHİDRATLARIN EMİLİMİ Karbonhidratlar ince bağırsaklardan sadece monosakkarit yapısında portal kana karışırlar. Emilim çoğunlukla glikoz yapısındadır. Emilme işlemi difüzyonla ve aktif transportla yapılır. Glikoz ve galaktoz aktif transportla, diğer monosakkariter basit difüzyonla emilirler. Bu işlemde; enerjiye, özel taşıyıcı proteine ve sodyum iyonuna gereksinim vardır.

39. Plazma membranının etrafındaki sıvıda yer alan glikoz, membranı geçerek hücre içine girmek zorundadır. Bu olay hücre tiplerine göre farklı dağılım gösteren kolaylaştırılmış difüzyonla çalışan glikoz taşıyıcıları (GLUT) aracılığıyla gerçekleşir. Kas hücreleri ve adipozitlerde GLUT 4 olarak bilinen insüline duyarlı taşıyıcılar vardır. Normalde veziküllerde bulunan bu taşıyıcılar insüline yanıt olarak hücre içindeki veziküllerden glikoz alımının yapılacağı yere, yani plazma membranına yerleşirler. Karaciğerdeki GLUT2 ve kırmızı kan hücrelerindeki GLUT4 ün süregen olarak plazma membranında bulunduğunu ve aktiflenmek için insüline ihtiyaç duymadıklarını unutmamak gerekir.

40. GLUT 1 ise daha çok kas hücresine glikozun bazal alımında, egzersiz sonrası ise karaciğerde laktattan oluşan glikozun glikojen deposu haline dönüştürülmesinde önemlidir.

41. Karaciğer hücrelerine glikoz alımı Karaciğer hücrelerine glikoz girişi de çıkışı da glikoz için 360mg/ dL düzeyinde GLUT2 taşıyıcısı aracılığıyla sağlanır. Seyrek rastlanan bir glikojen depo hastalığı olan Fanconi - Bickel Sendromu (tip XI) karaciğerde, bağırsakta, renal tübüler hücrelerde ve pankreatik ß-hücrelerinde anormal GLUT2 yapısı bulunmaktadır. Glikozun giriş ve çıkışı engellendiği için hastalarda hepatorenal glikojen birikimleri , açlık hipoglisemisi ve yemek sonrası geçici hiper glisemi görülmektedir.

42. Glikozun hücreye girişi için insülin hormonuna gereksinimi olurken fruktoz için böyle bir gereksinim yoktur. Monosakkaritler emilme derecelerine göre ; Glikoz  100 , G alaktoz  110 , F ruktoz  43 , Mannoz  19 , Ksiloz  15, Arabinoz  9 değerlerini almışlardır. Sindirilen karbonhidratların %90 ı emilir.

43. Emilimde ince bağırsakların durumu çok önemlidir. Bu yüzeyde milyonlarca parmak şeklinde villus vardır ve bunların yüzeyleri “fırça yapıyla” kaplıdır. Bu yapı bağırsağın emilim yüzeyini genişletir ve hareket serbestliğini arttırır. Ayrıca mukozal hücrelerin membranlarında taşıyıcı protein bulunur.

44. Emilen monosakkaritler portal kan ile karaciğere taşınır. Portal kandaki glikoz düzeyi ortalama 140mg /100ml’dir. Buradan organizmaya arterlerle dağıtılan kandaki glikoz düzeyi ise yaklaşık 100mg/100ml olup bu miktar ven kanında 80mg/100ml’ye düşer. Arter kanındaki glikozun bir kısmı kapillerle dokularda bırakılır. Karaciğerde glikojen yapısında depo edilen glikoz kan şekerini normal değerler içinde tutulması için kullanılırken,  kaslardaki glikojen enerji için kullanılır.

45. Bu glikozun bir kısmı dokularda riboz , früktoz, deoksiriboz , glikozamin ve galaktozamin gibi diğer karbonhidrat yapılarına çevrilir.

46. 3. KARBONHİDRAT METABOLİZMASI Karbonhidrat metabolizması öncelikle glikoz ile başlar,  yıkım olayı kademe kademe ilerleyerek, bir sıra fosfat ara bileşikleri halinde, glikolitik yolda, pentoz fosfat yolunda ve sitrik asit döngüsünde oksidasyona uğrayarak en sonunda  su ve karbondioksit meydana gelir. Bir mol glukozun tamamen karbondioksit ve suya yıkılması ile 686 kcal’lik enerji açığa çıkar.  

47. Glikoz moleküllerinin anaerobik olarak pürivat ve laktata kadar yıkılması olayına glikoliz denir. Pürivat ise daha sonra  mitokondrilerdeki asetil CoA aracılığı ile oksijenli solunum ile sitrik asit döngüsünde  CO 2 ’e ve elektron taşıma zincirinde ise  H2O’a yıkılırken fosforilizasyon sisteminde  ATP sentezlenmektedir.

48. Memelilerde CHO metabolizması başlıca aşağıdaki gruplar altında toplanır. 1.Glikoliz Glikoz ve glikojenin embden meyerhof yoluyla (EMP) pruvat ve laktata kadar oksidasyonudur . 2.Pruvatın A setil KoA’ya O ksidasyonu ve K rebs D öngüsü a- P ruvatın asetil KoA’ya dönüşümü ve krebs (sitrik asit veya trikarboksilik asit) döngüsüne girişi gerekli olup, bu basamak karbonhidrat,yağ ve proteinlerin oksidasyonunun odaklaştığı noktadır. b- K rebs döngüsü besin öğelerinden enerji üretilen son basamaktır. Organizmanın gereksinme duyduğu enerjinin %90’ı buradan sağlanır. 3.Glikojenez Glikoz veya diğer monosakkaritlerden glikojen sentezidir.

49. 4.Glikojenoliz Glikojenin yıkılmasıdır. Yıkımda karaciğerde glikoz son ürün olurken kaslardaki son ürün pruvat ve laktat tır. 5. Glikozun Alternatif Metabolik Yolları a- Heksoz Monofosfat Yolu (HMP) Glikozun oksidasyonunda embden meyerhof ve krebs döngüsünün alternatif yoludur. b- U ronik Asit Yolu Glikoz-6-fosfatın metabolizmasının bir yan yoludur. Bu yola askorbik asit sentezine giden ikinci yolda denilmektedir. 6. Glikoneojenez Karbonhidrat olmayan kaynaklardan glikoz ve glikojen sentezidir. Glikoliz ve krebs döngüsü bu metabolizmanın içine girer. Glikoneojenezdeki başlıca substratlar ; glikojenik amino asitler, laktat ve gliseroldür .

50. !!CHO Emilim Bozuklukları Çeşitleri Laktoz İntoleransı Primer Laktoz İntoleransı Ontogenetik Laktoz İntoleransı Sekonder Laktoz İntoleransı Doğumsal Glikoz- Galaktoz Malabsorbsiyonu Doğumsal Sükraz-İzomaltaz Yetersizliği

51. !! CHO Emilim Bozuklukları Tanı Yöntemleri 1.Gaita pH’sı pH < 5.5 ise, CHO malabsorbsiyonunda bakteriyel fermantasyon nedeni ile dışkı asidiktir. 2. Oral Laktoz T olerans Testi Aç hastaya 50g laktoz ve 180 ml su içirilir. 2 saatlik sürede 30dk aralarla kan alınır. Kan glikozu 1.1 mmol /L’den daha az artış gösterirse hipolaktaz tanısı konur. Hidrojen testine göre daha az duyarlıdır.

52. 2.3. CHO Emilim Bozuklukları Tanı Yöntemleri 3.Laktoz/H 2 Nefes Testi (solunum testi) Hastaya 50g laktoz verilir, 30., 60., 90. ve 120. dk’da nefeste H 2 düzeyi ölçülür.  20 ppm’den az artış CHO malabsorbsiyonunu gösterir. Laktozun kolonik bakteriyel fermantasyonu esasına dayanır. Bağırsakta parçalanamayan laktozun kolondaki bağırsak bakterileri tarafından parçalanması sonucunda H 2 çıkar. Gazın bir kısmı kana karışır ve AC yoluyla dışarı verilir. Daha duyarlıdır. En sık kullanılan testtir. 8 saatlik açlıktan sonra yapılır. Bakteriler tarafından hidrojenin metana metabolize edildiği kişilerde nefes testi yanlış sonuçlar verir. Ayrıca ishal ve karın ağrısı olan çocuklarda güvenilir olmadığı belirtilmiştir.