Лекция № 7 Тема: Переваривание и всасывание углеводов. Обмен гликогена
Факультеты: лечебно-профилактический, медико-профилактический, педиатрический. 2 курс.
Углеводы – вещества с общей формулой Cm(H2O)n, названиеосновано на предположении, что все они содержат 2 компонента — углерод иводу (XIX век). По количеству мономеров все углеводы делят на: моно-, ди-, олиго- и полисахариды.
Моносахара выполняют энергетическую (образование АТФ) и пластическую (участвуют в образовании моно-, ди-, олиго-, полисахаридов, аминокислот, липидов, нуклеотидов) функцию. Являются фрагментами гликолипидов (цереброзиды). Производные глюкозы, глюкурониды, участвуют в детоксикации ксенобиотиков и инактивации веществ эндогенного происхождения.
Дисахариды выполняют питательную функцию (лактоза молока).
Олигосахариды являются фрагментами гликопротеинов (ферменты, белки-транспортёры, белки-рецепторы, гормоны), гликолипидов (глобозиды, ганглиозиды).
Полисахариды выполняют запасающую (гликоген) и структурную функцию (ГАГ), участвуют в пролиферации и дифференцировке клеток.
Углеводы пищи, нормы и принципы нормирования их суточной пищевой потребности. Биологическая роль.
В пище человека в основном содержатся полисахариды — крахмал, целлюлоза ( растений), в меньшем количестве — гликоген (животных). Источником сахарозы служат растения, особенно сахарная свёкла, сахарный тростник. Лактоза поступает с молоком млекопитающих (в коровьем молоке до 5% лактозы, в женском молоке — до 8%). Фрукты, мёд, соки содержат небольшое количество глюкозы и фруктозы. Мальтоза есть в солоде, пиве.
Углеводы пищи являются для организма человека в основном источником моносахаридов, преимущественно глюкозы. Некоторые полисахариды: целлюлоза, пектиновые вещества, декстраны, у человека практически не перевариваются, в ЖКТ они выполняют функцию сорбента (выводят холестерин, желчные кислоты, токсины и д.р.), необходимы для стимуляции перистальтики кишечника и формирования нормальной микрофлоры.
Углеводы — обязательный компонент пищи, они составляют 75% массы пищевого рациона и дают более 50% необходимых калорий. У взрослого человека суточная потребность в углеводах 400г/сут, в целлюлозе и пектине до 10-15 г/сут. Рекомендуется употреблять в пищу больше сложных полисахаридов и меньше моносахаров.
Перевариваниеэто процесс гидролиза веществ до их ассимилируемых форм. Переваривание бывает: 1). Внутриклеточное (в лизосомах); 2). Внеклеточное (в ЖКТ): а). полостное (дистантное); б). пристеночное (контактное).
Переваривание углеводов в ротовой полости(полостное)
В ротовой полости пища измельчается при пережёвывании и смачивается слюной. Слюна состоит на 99% из воды и обычно имеет рН 6,8. В слюне присутствует эндогликозидаза α-амилаза (α-1,4-гликозидаза), расщепляющая в крахмале внутренние α-1,4-гликозидные связи с образованием крупных фрагментов — декстринов и небольшого количества мальтозы и изомальтозы. Необходим ион Cl — .
Переваривание углеводов в желудке(полостное)
Действие амилазы слюны прекращается в кислой среде (рН + . Через белок-переносчик Na + двигается по градиенту своей концентрации и переносит с собой углеводы против их градиента концентраций. Градиент концентрации Na + создаётся Nа + /К + -АТФ-азой.
При низкой концентрации глюкозы в просвете кишечника она транспортируется в энтероцит только активным транспортом, при высокой концентрации — активным транспортом и облегчённой диффузией. Скорость всасывания: галактоза > глюкоза > фруктоза > другие моносахариды. Моносахариды выходят из энтероцитов в направлении кровеносного капилляра с помощью облегченной диффузии через белки-переносчики.
Читайте также: Ткань представляет собой совокупность клеток
Нарушение переваривания и всасывания углеводов
Недостаточное переваривание и всасывание переваренных продуктов называют мальабсорбцией. В основе мальабсорбции углеводов могут быть причины двух типов:
1). Наследственные и приобретенные дефекты ферментов, участвующих в переваривании. Известны наследственные дефекты лактазы, α-амилазы, сахаразно-изомальтазного комплекса. Без лечения эти патологии сопровождаются хроническим дисбактериозом и нарушениями физического развития ребёнка.
Приобретённые нарушения переваривания могут наблюдаться при кишечных заболеваниях, например гастритах, колитах, энтеритах, после операций на ЖКТ.
Дефицит лактазы у взрослых людей может быть связан со снижением экспрессии гена лактазы, что проявляться непереносимостью молока — наблюдается рвота, диарея, спазмы и боли в животе, метеоризм. Частота этой патологии составляет в Европе 7—12%, в Китае — 80%, в Африке — до 97%.
2). Нарушение всасывания моносахаридов в кишечнике.
Нарушения всасывания могут быть следствием дефекта какого-либо компонента, участвующего в системе транспорта моносахаридов через мембрану. Описаны патологии, связанные с дефектом натрийзависимого белка переносчика глюкозы.
Синдром мальабсорбции сопровождается осмотической диареей, усилением перистальтики, спазмами, болями, а также метеоризмом. Диарею вызывают нерасщеплённые дисахариды или невсосавшиеся моносахариды в дистальных отделах кишечника, а также органические кислоты, образованные микроорганизмами при неполном расщеплении углеводов.
Транспорт глюкозы из крови в клетки
Глюкоза поступает из кровотока в клетки путём облегчённой диффузии с помощью белков-переносчиков — ГЛЮТов. Глюкозные транспортёры ГЛЮТы имеют доменную организацию и обнаружены во всех тканях. Выделяют 5 типов ГЛЮТов:
• ГЛЮТ-1 — преимущественно в мозге, плаценте, почках, толстом кишечнике;
• ГЛЮТ-2 — преимущественно в печени, почках, β-клетках поджелудочной железы, энтероцитах, есть в эритроцитах. Имеет высокую Км;
• ГЛЮТ-3 — во многих тканях, включая мозг, плаценту, почки. Обладает большим, чем ГЛЮТ-1, сродством к глюкозе;
• ГЛЮТ-4 — инсулинзависимый, в мышцах (скелетной, сердечной), жировой ткани;
• ГЛЮТ-5 — много в клетках тонкого кишечника, является переносчиком фруктозы.
ГЛЮТы, в зависимости от типа, могут находиться преимущественно как в плазматической мембране, так и в цитозольных везикулах. Трансмембранный перенос глюкозы происходит только тогда, когда ГЛЮТы находятся в плазматической мембране. Встраивание ГЛЮТов в мембрану из цитозольных везикул происходит под действием инсулина. При снижении концентрации инсулина в крови эти ГЛЮТы снова перемещаются в цитоплазму. Ткани, в которых ГЛЮТы без инсулина почти полностью находятся в цитоплазме клеток (ГЛЮТ-4, и в меньшей мере ГЛЮТ-1), оказываются инсулинзависимыми (мышцы, жировая ткань), а ткани, в которых ГЛЮТы преимущественно находятся в плазматической мембране (ГЛЮТ-3) — инсулиннезависимыми.
Известны различные нарушения в работе ГЛЮТов. Наследственный дефект этих белков может лежать в основе инсулинонезависимого сахарного диабета.
Метаболизм моносахаридов в клетке
После всасывания в кишечнике глюкоза и другие моносахариды поступают в воротную вену и далее в печень. Моносахариды в печени превращаются в глюкозу или продукты её метаболизма. Часть глюкозы в печени депонируется в виде гликогена, часть идет на синтез новых веществ, а часть через кровоток, направляется в другие органы и ткани. При этом печень поддерживает концентрацию глюкозы в крови на уровне 3,3-5,5 ммоль/л.
Читайте также: Силуэт кота для аппликации из ткани
Фосфорилирование и дефосфорилирование моносахаридов
В клетках глюкоза и другие моносахариды с использованием АТФ фосфорилируются до фосфорных эфиров: глюкоза + АТФ → глюкоза-6ф + АДФ. Для гексоз эту необратимую реакцию катализирует фермент гексокиназа, которая имеет изоформы: в мышцах — гексокиназа II, в печени, почках и β-клетках поджелудочной железы — гексокиназа IV (глюкокиназа), в клетках опухолевых тканей — гексокиназа III. Фосфорилирование моносахаридов приводит к образованию реакционно-способных соединений (реакция активации), которые не способны покинуть клетку т.к. нет соответствующих белков-переносчиков. Фосфорилирование уменьшает количество свободной глюкозы в цитоплазме, что облегчает ее диффузию из крови в клетки.
Гексокиназа IIфосфорилирует D-глюкозу, и с меньшей скоростью, другие гексозы. Обладая высоким сродством к глюкозе (Кm 1 / 13 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 > Следующая > >>
Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.
Переваривание и всасывание углеводов
Функции углеводов. (+ функции из лекции2 «Химия углеводов»).
Раздел 2. «ОБМЕН ВЕЩЕСТВ». ТЕМА «ОБМЕН УГЛЕВОДОВ».
Проблемы при измерении индексов цен
Индекс Фишера
Индекс Пааше
Индекс Ласпейреса
Он дает средневзвешенную оценку изменения стоимости набора товаров, входящих в корзину базового года.
Индекс Пааше составляется как средневзвешенная оценка изменения стоимости набора товаров, входящих в корзину текущего года.
Для более адекватного отражения динамики уровня цен рассчитывается индекс Фишера:
Возникают проблемы, связанные с:
• исчезновением старых товаров,
2. Переваривание и всасывание углеводов.
· Энергетическая.Глюкоза, образующаяся при переваривании крахмала и гликогена, — самый значительный поставщик энергии для организма. Все органы постоянно черпают ее из крови, а некоторые полностью зависят от глюкозы как основного поставщика энергии. К последним принадлежат мозг, корковое вещество почек; эритроциты также нуждаются в глюкозе как единственном поставщике энергии.
· Структурная(пластическая). Углеводы – основной компонент межклеточного вещества соединительной ткани, составляют основу плазматических мембран клеток, входят в состав сложных белков – гликопротеинов и гликолипидов; моносахариды рибоза и дезоксирибоза является структурным компонентом нуклеиновых кислот.
· Анаболическая.Углеводы – основной источник для синтеза жирных кислот; образующиеся при распаде глюкозы кетокислоты необходимы для синтеза гликогенных аминокислот. В организме многих животных из углеводов может синтезироваться витамин С.
· Обезвреживающая.Активное производное глюкозы – УДФ — глюкуроновая кислотаспособна в печени связывать токсические соединения, в частности билирубин. Образующийся при этом диглюкуронид билирубина является достаточно гидрофильным соединением, легко выводимым с желчью из организма.
· Рецепторная.Углеводы – составная часть многочисленных антител, обеспечивающих функцию узнавания ими своих антигенов; входя в состав внешней поверхности клеток, они распознают «своего» и «чужого»; будучи составной частью рецепторов гормонов и нейромедиаторов, участвуют в регуляции жизнедеятельности клеток.
Читайте также: Что такое объемные краски для ткани
Процесс переваривания углеводов начинается в ротовой полости, так как в состав слюны входят фермент – амилаза, способная расщеплять крахмал и гликоген гидролитическим путем, а так же мальтаза, расщепляющая дисахарид мальтозу на два остатка глюкозы.
Основное место переваривания углеводов – двенадцатиперстная кишка (в желудке из-за его кислого содержимого переваривание углеводов прекращается, так как оптимум рН амилазы лежит в слабощелочной среде).
В двенадцатиперстную кишку поступает сок поджелудочной железы, содержащий α-амилазу (панкреатическую). Панкреатическая α-амилаза расщепляет (1,4)-гликозидные связи в крахмале и декстринах, а в дальнейшем – мальтозе. Амило-1,6-гликозидные связи (места ветвления молекулы крахмала) гидролизуют ферменты амило-1,6-гликозидазы.Образующаяся мальтоза быстро расщепляется кишечной мальтазой на две молекулы глюкозы. Сахараза превращает сахарозу в глюкозу и фруктозу, а лактаза воздействует на лактозу, которая распадается на глюкозу и галактозу.
В результате отсутствия лактазы в кишечнике некоторые люди не могут «переносить» молоко и некислые молочные продукты; при их употреблении возникают боли в животе, метеоризм (вздутие) и понос. У грудных детей, как правило, лактаза имеется, но ко времени прекращения грудного вскармливания примерно у 15% европейцев и 80% жителей стран Востока, Азии, Африки активность фермента резко снижается. Этот генетический дефект связан с повреждением гена лактазы. Однако чаще непереносимость молока имеет приобретенный, временный характер. Она возникает при заболеваниях желудочно-кишечного тракта, а также при некоторых инфекционных и других болезнях. После выздоровления явления непереносимости проходят, и молоко вновь следует употреблять в пищу. Поскольку прекращение кормления младенца молоком может вызвать тяжелые нарушения питания с развитием дистрофии, в случае непереносимости можно рекомендовать кисломолочные продукты (в них под действием лактазы микроорганизмов лактоза расщепляется).
Из углеводов только клетчатка не гидролизуется в тонкой кишке из-за отсутствия необходимых ферментов.
Продукты полного переваривания углеводов – глюкоза, галактоза и фруктоза – всасываются из кишечника в кровь либо способом облегченной диффузии с участием специальных переносчиков, либо, если концентрация моносахарида в кишечнике невелика, путем активного транспорта с участием переносчика за счет функционирования Na + , К + -АТФазы (т.е. с затратой энергии АТФ). Пентозы всасываются путем простой диффузии.
Поступающая из просвета кишечника глюкоза с кровью воротной вены попадает в печень, где часть ее задерживается, а часть через общий кровоток попадает в клетки других органов и тканей. Транспорт глюкозы в клетки зависит от гормона поджелудочной железы инсулина. При пищеварении концентрация глюкозы в крови повышается (алиментарная гипергликемия) и это стимулирует секрецию гормона в кровь. Инсулин увеличивает проницаемость плазматической мембраны клеток для глюкозы из крови в клетки. Поступление глюкозы в клетки зависит от инсулина практически во всех органах. Важными исключениями являются мозг и печень: скорость поступления глюкозы в клетки этих органов определяется ее концентрацией в крови. В дальнейших превращениях в организме глюкоза и другие моносахариды учувствуют в виде фосфорных эфиров.
- Свежие записи
- Балкон в многоквартирном доме: является ли он общедомовым имуществом?
- Штраф за остекление балкона в 2022: что это и как избежать наказания
- Штраф за мусор с балкона: сколько заплатить за выбрасывание окурков
- Оформление балконного окна: выбираем шторы из органзы
- Как выбрать идеальные шторы для маленькой кухни с балконом