Превращение углеводов в желудочно кишечном тракте
Биологическая роль углеводов
БИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ УГЛЕВОДОВ:
1. ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ.
При окислении1 г углеводов до конечных продуктов (СО2 и Н2О) выделяется 4,1-ккал энергии. На долю углеводов приходится около 60-70 % всей суточной калорийности пищи. Суточная потребность в углеводах для взрослого человека в среднем массой 60-70 кг составляет около 400-500 г.
2. СТРУКТУРНАЯ.
Углеводы используется как строительный материал для образования структурных компонентов клеток (гликолипиды, гликопротеины, гетерополисахариды межклеточного вещества).
3.РЕЗЕРВНАЯ. Углеводы откладываются в клетках в виде резервного полисахарида гликогена.
4. ЗАЩИТНАЯ.
Гликопротеины принимают участие в образовании антител. Гиалуроновая кислота, входя в состав соединительной ткани, препятствует проникновению чужеродных веществ. Гетерополисахариды участвуют в образовании вязких секретов покрывающей слизистые оболочки дыхательных путей, мочевыводящих путей, пищеварительного тракта, предохраняя их от повреждений.
5. РЕГУЛЯТОРНАЯ.
Некоторые гормоны гипофиза, щитовидной железы являются гликопротеинами. Простаноиды и лейкотриены образуются из полиненасыщенных высших жирных кислот и являются регуляторами обмена веществ.
6. Участвуют в процессах узнавания клеток.
Важная роль при этом отводятся сиаловым кислотам и нейраминовой кислоте.
7. Гетерополисахариды входя в состав оболочек эритроцитов, определяют группы крови.
8. Участвуют в процессах свёртывания крови, входя в состав фибриногена и протромбина. Препятствуют свёртыванию крови, входя в состав гепарина.
?
| Предыдущий раздел | Раздел верхнего уровня | Следующий раздел |
ПРЕВРАЩЕНИЕ УГЛЕВОДОВ В
ПИЩЕВАРИТЕЛЬНОМ ТРАКТЕ
Основными углеводами пищи для организма человека являются: крахмал, гликоген, сахароза, лактоза.
Поступивший с пищей крахмал (гликоген) в ротовой полости подвергается гидролизу под действием альфа-амилазы слюны, которая относится к эндоамилазам. Она расщепляет альфа (1,4)-гликозидные связи в структуре крахмала. РН оптимум для альфа-амилазы слюны находится в слабощелочной среде (рН = 7-8). Поскольку пища в ротовой полости находится недолго, то крахмал переваривается лишь частично. Его гидролиз завершается образованием амилодекстринов .
Далее пища поступает в желудок. Слизистой оболочкой желудка гликозидазы не вырабатываются. В желудке среда резко кислая (рН=1,5-2,5), поэтому действие альфа-амилазы слюны внутри пищевого комка прекращается. Однако в более глубоких слоях действие фермента продолжается, и крахмал успевает пройти следующую стадию гидролиза, с образованием эритродекстринов.
Основным местом переваривания крахмала служит тонкий отдел кишечника. Здесь проходит наиболее важная фаза гидролиза крахмала. В переваривании крахмала принимает участие ферменты, вырабатываемые в поджелудочной железе (альфа-амилаза, амило-1,6-гликозидаза и олиго-1,6-гликозидаза ).
Выделяющийся панкреатический сок содержит бикарбонаты , которые принимают участие в нейтрализации кислого желудочного содержимого, создаётся слабощелочная среда (рН=8-9) – оптимальная для гликозидаз. Образующиеся катионы (Na+,K+) принимают участие в активации ферментов.
Три панкреатических фермента завершают гидролитический разрыв внутренних гликозидных связей в структуре крахмала. Эритродекстрины переходят в ахродекстрины .
Альфа-амилаза завершает разрыв внутренних альфа(1,4)-гликозидных связей, амило-1,6-гликозидаза гидролитически расщепляет внутренние альфа-1,6-гликозидные связи в точках ветвления, а олиго-1,6-гликозидаза является терминальной в этом процессе.
Таким образом, три панкреатических фермента завершают гидролиз крахмала в кишечнике с образованием мальтоз (изомальтоз). Образованная мальтоза – является только временным продуктом гидролиза крахмала, т.к. она после всасывания в энтероцитах гидролизуется под действием мальтаз (изомальтаз) до глюкоз .
В составе пищи в организм человека поступают и дисахариды: лактозы и сахарозы, которые подвергаются гидролизу только в тонком кишечнике. В клетках кишечника, кроме мальтаз синтезируются лактазы и сахаразы , которые осуществляют гидролиз соответствующих дисаридов пищи с образованием глюкоз, галактоз, фруктоз.
Продукты полного гидролиза – моносахариды – всасываются в кровь и на этом завершается начальный этап обмена углеводов – пищеварение.
С пищей в организм человека поступает клетчатка , которая в пищеварительном тракте не переваривается, поскольку отсутствуют бета -гликозидазы.
Однако биологическая роль клетчатки велика: она формирует пищевой комок, продвигаясь по желудочно-кишечному тракту она раздражает слизистые оболочки усиливая сокоотделение, клетчатка усиливает перистальтику кишечника, нормализует кишечную микрофлору.
Достигая толстого отдела кишечника клетчатка под действием ферментов условно-патогенной микрофлоры подвергается брожению с образованием глюкозы, лактозы и газообразных веществ.
| Предыдущий раздел | Раздел верхнего уровня | Следующий раздел |
Источник
Переваривание углеводов. Последовательность переваривания углеводов в ЖКТВ пищевом рационе человека встречаются только три основных источника углеводов: (1) сахароза, которая является дисахаридом и широко известна как тростниковый сахар; (2) лактоза, являющаяся дисахаридом молока; (3) крахмал — полисахарид, представленный практически во всей растительной пище, в особенности в картофеле и различных видах зерновых. Другими углеводами, усваиваемыми в небольшом количестве, являются амилоза, гликоген, алкоголь, молочная кислота, пиро-виноградная кислота, пектины, декстрины и в наименьшем количестве — производные углеводов в мясе. Пища также содержит большое количество целлюлозы, которая является углеводом. Однако в пищеварительном тракте человека не существует фермента, способного расщепить целлюлозу, поэтому целлюлоза не рассматривается как пищевой продукт, пригодный для человека. Переваривание углеводов в ротовой полости и желудке. Когда пища пережевывается, она смешивается со слюной, которая содержит пищеварительный фермент птиалин (амилазу), секретирующийся в основном околоушными железами. Этот фермент гидролизует крахмал на дисахарид мальтозу и другие небольшие глюкозные полимеры, содержащие от 3 до 9 молекул глюкозы. Однако в ротовой полости пища находится короткое время, и, вероятно, до акта глотания гидролизуется не более 5% крахмала. Тем не менее, переваривание крахмала иногда продолжается в теле и дне желудка еще в течение 1 ч до тех пор, пока пища не начнет перемешиваться с желудочным секретом. Затем активность амилазы слюны блокируется соляной кислотой желудочного секрета, т.к. амилаза как фермент в принципе не активна при снижении рН среды ниже 4,0. Несмотря на это, в среднем до 30-40% крахмала гидролизуется в мальтозу прежде, чем пища и сопутствующая ей слюна полностью перемешаются с желудочными секретами.
Переваривание углеводов в тонком кишечнике. Переваривание панкреатической амилазой. Секрет поджелудочной железы, как и слюна, содержит большое количество амилазы, т.е. он почти полностью схож в своих функциях с ос-амилазой слюны, но в несколько раз эффективнее. Таким образом, не более чем через 15-30 мин после того, как химус из желудка попадет в двенадцатиперстную кишку и смешается с соком поджелудочной железы, фактически все углеводы оказываются переваренными. В результате прежде чем углеводы выйдут за пределы двенадцатиперстной кишки или верхнего отдела тощей кишки, они почти полностью превращаются в мальтозу и/или в другие очень небольшие полимеры глюкозы. Гидролиз дисахаридов и небольших полимеров глюкозы в моносахариды ферментами кишечного эпителия. Энтероциты, выстилающие ворсинки тонкого кишечника, содержат четыре фермента (лактазу, сахаразу, мальтазуи декстриназу), способных расщеплять дисахариды лактозу, сахарозу и мальтозу, а также другие небольшие глюкозные полимеры на их конечные моносахариды. Эти ферменты локализованы в микроворсинках щеточной каемки, покрывающей энтероциты, поэтому дисахариды перевариваются сразу, как только соприкасаются с этими энтероцитами. Лактоза расщепляется на молекулу галактозы и молекулу глюкозы. Сахароза расщепляется на молекулу фруктозы и молекулу глюкозы. Мальтоза и другие небольшие глюкозные полимеры расщепляются на многочисленные молекулы глюкозы. Таким образом, конечными продуктами переваривания углеводов являются моносахариды. Все они растворяются в воде и мгновенно всасываются в портальный кровоток. В обычной пище, в которой из всех углеводов больше всего крахмала, более 80% конечного продукта переваривания углеводов составляет глюкоза, а галактоза и фруктоза — редко более 10%. – Также рекомендуем “Переваривание белков. Этапы и последовательность переваривания белков” Оглавление темы “Пищеварительные соки. Переваривание углеводов, белков, жиров”: |
Источник
Гидролитическое расщепление углеводов в процессе пищеварения происходит под действием ферментов гликозидаз, расщепляющих 1-4 и 1-6-гликозидазные связи в молекулах сложных углеводов. Простые углеводы пищеварению не подвергаются, может только происходить брожение некоторой части их в толстом кишечнике под действием ферментов микроорганизмов.
К гликозидазам относятся амилазы слюны, поджелудочного и кишечного соков, мальтазы слюны и кишечного сока, конечная декстриназа, сахараза и лактаза кишечного сока. Гликозидазы активны в слабощелочной и угнетаются в кислой среде, за исключением амилазы слюны, которая катализирует гидролиз полисахаридов в слабокислой среде и теряет активность при увеличении кислотности.
В ротовой полости начинается пищеварение крахмала, на который действует амилазаслюны, расщепляющая 1-4-связи между глюкозными остатками внутри молекул амилозы и амилопектина и приводящая к образованию из них декстринов и мальтозы. В слюне содержится в небольших количествах и мальтаза, гидролизующая мальтозу до глюкозы. Другие дисахариды пищи во рту не расщепляются.
Дальнейший распад декстринов, а также нерасщепленного крахмала и гликогена протекает в тонкой кишке с участием амилазы поджелудочного сока. В результате образуется дисахарид мальтоза, состоящая из двух остатков глюкозы. Завершается переваривание углеводов превращением образовавшейся мальтозы и других пищевых дисахаридов (сахароза, лактоза) в моносахариды (глюкоза, фруктоза, галактоза), главным из которых является глюкоза.
Клетчатка (целлюлоза) в молекуле которой остатки глюкозы соединены прочными связями, в ходе пищеварения не расщепляется и, пройдя через весь кишечник, выделяется из организма.
Образующаяся при пищеварении смесь моносахаридов, на 6О% состоящая из глюкозы, всасывается стенками тонкого кишечника, поступает в кровь и разносится к клеткам тела, в кишечной стенке фруктоза и галактоза частично превращаются в глюкозу.
Всасывание моносахаридов – активный физиологический процесс, протекающий с затратой энергии. Ее обеспечивают окислительные процессы, происходящие в клетках кишечной стенки. Мноосахариды получают энергию, взаимодействуя с АТФ в реакциях, продуктами которых являются фосфорные эфиры моносахаридов. При переходе из кишечной стенки в кровь фосфорные эфиры расщепляются фосфатазами, и в кровоток поступают свободные моносахариды. Поступление их из крови в клетки различных органов также сопровождается их фосфорилированием.
Образовавшиеся моносахариды всасываются по системе воротной вены и поступают вначале в печень. При этом в печень поступает практически только глюкоза, так как в ходе всасывания в клетках тонкой кишки в нее могут превращаться другие моносахариды (фруктоза, галактоза и др.).
В печени значительная часть глюкозы превращается в гликоген, который представляет собою запасную, резервную форму глюкозы или депо глюкозы (свободная глюкоза накапливаться в клетках не может, так как ее молекулы имеют малый размер и легко проходят через клеточные мембраны). Между приемами пищи в печени протекает противоположный процесс – гликоген распадается на глюкозу, которая из печени выходит в кровь.
На поверхности всех клеток имеются углеводы. Это полисахаридные и олигосахаридные цепи, ковалентно присоединенные к мембранным белкам и липидам. Углеводы всегда располагаются на той стороне мембраны, которая не контактирует с цитозолем. То есть, на внешних (плазматических) мембранах они присоединяются снаружи клетки. Функция углеводов клеточной поверхности пока неизвестна, но представляется вероятным, что некоторые из них принимают участие в процессах межклеточного узнавания.
Источник
Через кишечную стенку в кровь без предварительного расщепления всасываются только простые, хорошо растворимые в воде сахара − моносахариды.
Полисахариды и дисахариды усваиваются организмом только после их превращения в простые сахара. Сложные углеводы начинают подвергаться превращениям уже в полости рта. В слюне содержится фермент, расщепляющий крахмал .
Промежуточными продуктами осахаривания крахмала являются различные декстрины. Так как пища во рту долго не задерживается переваривание крахмала и гликогена здесь только начинается.
В желудке действие амилазы прекращается, т.к. желудочное содержимое имеет резко кислую реакцию (pH=1,5-2,5). Наиболее важная фаза осахаривания крахмала и гликогена протекает в двенадцатипёрстной кишке под действием амилазы желудочного сока. Именно здесь, после нейтрализации соляной кислоты, поступившими из желудка бикарбонатами поджелудочного сока создаются условия для полного расщепления полисахаридов. В кишечном соке обнаружен также фермент, «конечная декстриназа», гидролизующий в конечных декстринах.
Таким образом, расщепление крахмала и гликогена до мальтозы происходит в кишечнике под действием двух ферментов и конечной декстриназы. Кишечный сок содержит также (мальтозу), сахарозу, лактозу ( ), катализирующее гидролитическое расщепление соответствующих углеводов.
В результате последовательного действия перечисленных ферментов углеводы пищевых продуктов превращаются в моносахариды (глюкозу, фруктозу, галактозу), которые всасываются кишечной стенкой, попадают в кровеносную систему и с током крови через воротную вену доставляются в печень.
Скорость всасывания моносахаридов различна. Если скорость всасывания глюкозы принять за 100, то для остальных сахаров скорость всасывания составит:
Д − глюкоза – 100
Д − галактоза – 110
Д − фруктоза – 43
Д − манноза – 19
L − ксилоза – 15
L − арабиноза – 9
Всасывание углеводов активный физиологический процесс, требующий затраты энергии. Слизистая тонкого кишечника отличается исключительно активным обменом веществ, превосходящем по своей интенсивности таковой в почках и в печени. Часть глюкозы в неизменном виде проходит через печень, поступает в большой круг кровообращения и с током крови разносится по всему организму. Из крови все ткани черпают глюкозу, покрывая за счёт её окисления свои энергетические потребности. Значительная часть глюкозы превращается в жировые депо − триглицериды.
Сахарный диабет.Содержание глюкозы в крови натощак должно содержать от (80-100) мг %. Это вся сумма редуцирующих веществ крови. Регуляция содержания сахара в крови происходит под влиянием центральной нервной системы (путём прямого воздействия на печень) и под действием эндокринных желез.
Под контролем ЦНС находится выработка диабетических гормонов, вызывающих повышение содержание сахара в крови. Так гипофиз вырабатывает гормоны роста. Кора надпочечников головного мозга выделяет гормоны кортикостероиды, а щитовидная железа выделяет гормон тироксин.
Кондитерские изделия содержат большое количество легко растворимых и быстро перевариваемых углеводов, которые попадая в кровь в виде глюкозы в течении относительно короткого времени значительно увеличивая её концентрацию в крови. Это является большой нагрузкой на поджелудочную железу, что может привести к нарушениям её эндокринной функции с последующим возникновением сахарного диабета.
Источник
Переваривание |
Источник