Dnevne potrebe organizma odrasle osobe za ugljikohidratima iznose 350-400 g, a celuloze i ostalih dijetalnih vlakana najmanje 30-40 g.

Hrana uglavnom opskrbljuje škrob, glikogen, celulozu, saharozu, laktozu, maltozu, glukozu i fruktozu, ribozu.

Probava ugljikohidrata u gastrointestinalnom traktu

Usne šupljine

Ovdje sa slinom ulazi enzim α-amilaza koji sadrži kalcij. Njegov optimalni pH je 7,1-7,2, aktiviran Cl – ionima. Biće endoamilaza, nasumično cijepa unutarnje α1,4-glikozidne veze i ne utječe na druge vrste veza.

U usne šupljineškrob i glikogen mogu se razgraditi pomoću α-amilaze na dekstrini I maltoza. Disaharidi se ničim ne hidroliziraju.

Trbuh

Zbog niskog pH, amilaza je inaktivirana, iako se razgradnja ugljikohidrata nastavlja još neko vrijeme unutar bolusa.

Crijeva

U šupljini tankog crijeva zajedno djeluju pankreasna α-amilaza, koja razbija unutarnje α1,4 veze, izomaltaza, koja razbija α1,6 veze izomaltoze. Oligo-α1,6-glukozidaza, djelujući na točke grananja škroba i glikogena.

Osim šupljinske probave postoji i parijetalna probava koju provode:

• saharaza-izomaltaza kompleks (radni naslov saharoza) – u jejunumu hidrolizira α1,2-, α1,4-, α1,6-glikozidne veze, razgrađuje saharozu, maltozu, maltotriozu, izomaltozu,
• kompleks glikoamilaze – nalazi se u donjim dijelovima tankog crijeva, cijepa α1,4-glikozidne veze i cijepa terminalne ostatke glukoze u oligosaharidima s reducirajućeg kraja,
• β-glikozidazni kompleks (radni naslov laktaza) – hidrolizira β1,4-glikozidne veze između galaktoze i glukoze (laktoze). U djece je aktivnost laktaze vrlo visoka čak i prije rođenja i traje visoka razina do 5-7 godina, nakon čega se smanjuje.

Uloga celuloze u probavi

Ljudski enzimi ne probavljaju celulozu jer ne nastaju odgovarajući enzimi. Ali u debelom crijevu pod utjecajem enzimi mikroflore dio se može hidrolizirati u celobiozu i glukozu. Glukozu djelomično koristi sama mikroflora i oksidira do organskih kiselina (maslačne, mliječne) koje potiču motilitet crijeva. Mali dio glukoze može se apsorbirati u krv.

Ugljikohidrati su široka skupina organska tvar, koji zajedno s bjelančevinama i mastima čine osnovu ljudskog i životinjskog organizma. Ugljikohidrati su prisutni u svakoj stanici tijela i obavljaju različite funkcije. Male molekule ugljikohidrata, koje uglavnom predstavlja glukoza, mogu se kretati po tijelu i obavljati energetsku funkciju. Velike molekule ugljikohidrata se ne kreću i obavljaju uglavnom građevnu funkciju. Čovjek iz hrane izdvaja samo male molekule, jer samo one mogu biti apsorbirane u crijevne stanice. Tijelo mora samo izgraditi velike molekule ugljikohidrata. Ukupnost svih reakcija razgradnje ugljikohidrata iz hrane u glukozu i sintezu novih molekula iz nje, kao i druge brojne transformacije tih tvari u tijelu, u biokemiji se naziva metabolizam ugljikohidrata.

Klasifikacija

Ovisno o strukturi, postoji nekoliko skupina ugljikohidrata.

Monosaharidi su male molekule koje se ne razgrađuju u probavnom traktu. To su glukoza, fruktoza, galaktoza.

Disaharidi su male molekule ugljikohidrata koje se u probavnom traktu razgrađuju u dva monosaharida. Na primjer, laktoza se dijeli na glukozu i galaktozu, saharoza se dijeli na glukozu i fruktozu.

Polisaharidi su velike molekule koje se sastoje od stotina tisuća monosaharidnih ostataka (uglavnom glukoze) međusobno povezanih. Ovo je škrob, mesni glikogen.

Ugljikohidrati i dijete

Vrijeme razgradnje polisaharida u probavnom traktu je različito, što ovisi o njihovoj sposobnosti otapanja u vodi. Neki se polisaharidi brzo razgrađuju u crijevima. Zatim, kada se raspadnu, brzo ulaze u krvotok. Takvi se polisaharidi nazivaju "brzi". Drugi su slabije topljivi u vodenoj sredini crijeva, pa se sporije razgrađuju, a glukoza sporije ulazi u krv. Takvi se polisaharidi nazivaju "spori". Neki od tih elemenata uopće se ne razgrađuju u crijevima. Zovu se netopivi dijetalna vlakna.

Obično se naziva "sporo ili brzi ugljikohidrati“Ne misli se na same polisaharide, već na proizvode koji ih sadrže u velikim količinama.

Popis ugljikohidrata - brzih i sporih - prikazan je u tablici.

Brzi ugljikohidrati	Spori ugljikohidrati
prženi krumpiri	Kruh od mekinja
bijeli kruh	Neprerađena zrna riže
Pire krompir	Grašak
Med	Žitarice
Mrkva	Heljda
Kukuruzne pahuljice	raženi kruh s mekinjama
Šećer	Svježe cijeđeni voćni sok bez šećera
muesli	Integralna tjestenina
Čokolada	crveni grah
Kuhani krumpiri	Mliječni proizvodi
Biskvit	Svježe voće
Kukuruz	gorka čokolada
bijela riža	Fruktoza
Crni kruh	Soja
Repa	Zeleno povrće, rajčice, gljive
Banane	-
Pekmez	-

Prilikom odabira proizvoda za dijetu, nutricionist se uvijek oslanja na popis brzih i sporih ugljikohidrata. Post u kombinaciji s mastima u jednom proizvodu ili obroku dovodi do taloženja masti. Zašto? Brza promocija Razina glukoze u krvi potiče proizvodnju inzulina koji osigurava opskrbu organizma glukozom, uključujući i put za stvaranje masti iz nje. Kao rezultat toga, kada jedete kolače, sladoled i pržene krumpiriće, vrlo brzo dobivate na težini.

Digestija

S biokemijskog gledišta, metabolizam ugljikohidrata odvija se u tri faze:

• Probava počinje u usnoj šupljini tijekom procesa žvakanja hrane.
• Stvarni metabolizam ugljikohidrata.
• Stvaranje konačnih metaboličkih proizvoda.

Osnova su ugljikohidrati dijeta osoba. Prema formuli racionalna ishrana, sastav hrane trebao bi ih sadržavati 4 puta više od proteina ili masti. Potrebe za ugljikohidratima variraju od osobe do osobe, no u prosjeku je potrebno 300-400 g dnevno. Od toga oko 80% dolazi iz škroba u krumpiru, tjestenini, žitaricama, a 20% iz brzih ugljikohidrata (glukoza, fruktoza).

Metabolizam ugljikohidrata u tijelu također počinje u usnoj šupljini. Ovdje enzim sline amilaza djeluje na polisaharide – škrob i glikogen. Amilaza hidrolizira (razgrađuje) polisaharide u velike fragmente - dekstrine, koji ulaze u želudac. Ne postoje enzimi koji djeluju na ugljikohidrate, pa se dekstrini u želucu ni na koji način ne mijenjaju i prolaze dalje probavni trakt, ulazeći u tanko crijevo. Ovdje nekoliko enzima djeluje na ugljikohidrate. Amilaza pankreasnog soka hidrolizira dekstrine u disaharid maltozu.

Izlučuju ga same stanice crijeva. Enzim maltaza hidrolizira maltozu u monosaharid glukozu, laktaza - laktozu u glukozu i galaktozu, saharoza - saharozu u glukozu i fruktozu. Nastale monoze apsorbiraju se iz crijeva u krv i portalna vena ući u jetru.

Uloga jetre u metabolizmu ugljikohidrata

Ovaj organ osigurava održavanje određene razine glukoze u krvi zbog reakcija sinteze i razgradnje glikogena.

U jetri se odvijaju reakcije međupretvorbe monosaharida - fruktoza i galaktoza se pretvaraju u glukozu, a glukoza se može pretvoriti u fruktozu.

U ovom organu se javljaju reakcije glukoneogeneze - sinteza glukoze iz prekursora koji nisu ugljikohidrati - aminokiseline, glicerol, mliječna kiselina. Hormon inzulin također se ovdje neutralizira pomoću enzima insulinaze.

Metabolizam glukoze

Glukoza igra ključnu ulogu u biokemiji metabolizma ugljikohidrata iu ukupnom metabolizmu tijela, budući da je glavni izvor energije.

Razina glukoze u krvi je konstantna i kreće se od 4 do 6 mmol/l. Glavni izvori ovog elementa u krvi su:

• Ugljikohidrati hrane.
• Glikogen jetre.
• Aminokiseline.

Glukoza se u tijelu koristi za:

• proizvodnja energije,
• sinteza glikogena u jetri i mišićima,
• sinteza aminokiselina,
• sinteza masti.

Prirodni izvor energije

Glukoza je univerzalni izvor energije za sve stanice u tijelu. Energija je potrebna za izgradnju vlastitih molekula, kontrakciju mišića i stvaranje topline. Slijed reakcija pretvorbe glukoze koji dovodi do oslobađanja energije naziva se glikoliza. Reakcije glikolize mogu se odvijati u prisutnosti kisika, tada govorimo o aerobnoj glikolizi, ili u uvjetima bez kisika, tada je proces anaeroban.

Tijekom anaerobnog procesa jedna molekula glukoze se pretvara u dvije molekule mliječne kiseline (laktat) i oslobađa se energija. Anaerobna glikoliza daje malo energije: jedna molekula glukoze proizvodi dvije molekule ATP-a - tvari kemijske veze koji akumulira energiju. Ovaj način dobivanja energije koristi se za kratkotrajni rad skeletni mišići- od 5 sekundi do 15 minuta, odnosno dok se mehanizmi za opskrbu mišića kisikom nemaju vremena uključiti.

Tijekom reakcija aerobne glikolize jedna se molekula glukoze pretvara u dvije molekule pirogrožđane kiseline (piruvat). Proces, uzimajući u obzir energiju utrošenu na vlastite reakcije, proizvodi 8 ATP molekula. Piruvat ulazi u daljnje oksidacijske reakcije - oksidacijsku dekarboksilaciju i citratni ciklus (Krebsov ciklus, ciklus trikarboksilnih kiselina). Kao rezultat tih transformacija oslobađa se 30 molekula ATP-a po molekuli glukoze.

Razmjena glikogena

Funkcija glikogena je skladištenje glukoze u stanicama životinjskog tijela. Škrob obavlja istu funkciju u biljnim stanicama. Glikogen se ponekad naziva i životinjski škrob. Obje tvari su polisaharidi, izgrađeni od ponavljajućih ostataka glukoze. Molekula glikogena je razgranatija i kompaktnija od molekule škroba.

Procesi metabolizma ugljikohidrata glikogena u tijelu posebno se intenzivno odvijaju u jetri i skeletnim mišićima.

Glikogen se sintetizira unutar 1-2 sata nakon jela kada je razina glukoze u krvi visoka. Za formiranje molekule glikogena potreban je primer - sjeme koje se sastoji od nekoliko ostataka glukoze. Novi ostaci u obliku UTP-glukoze uzastopno se dodaju na kraj primera. Kada lanac poraste za 11-12 ostataka, dodaje mu se bočni lanac od 5-6 sličnih fragmenata. Sada lanac koji dolazi od početnice ima dva kraja - dvije točke rasta molekule glikogena. Ova će se molekula višestruko produljiti i granati sve dok koncentracija glukoze u krvi ostane visoka.

Između obroka, glikogen se razgrađuje (glikogenoliza), oslobađajući glukozu.

Dobiven razgradnjom jetrenog glikogena odlazi u krv i koristi se za potrebe cijelog organizma. Glukoza dobivena razgradnjom glikogena u mišićima troši se samo za potrebe mišića.

Stvaranje glukoze iz neugljikohidratnih prekursora - glukoneogeneza

Tijelo ima dovoljno energije pohranjene u obliku glikogena samo za nekoliko sati. Nakon dana posta, ova tvar ne ostaje u jetri. Stoga, s dijetama s niskim udjelom ugljikohidrata, potpuni post ili produljeno fizički rad normalna razina Glukoza u krvi održava se zbog svoje sinteze iz prekursora koji nisu ugljikohidrati - aminokiselina, glicerola mliječne kiseline. Sve te reakcije javljaju se uglavnom u jetri, kao iu bubrezima i crijevnoj sluznici. Dakle, metabolički procesi ugljikohidrata, masti i bjelančevina usko su isprepleteni.

Glukoza se sintetizira iz aminokiselina i glicerola tijekom posta. U nedostatku hrane, tkiva se reduciraju na aminokiseline, masti se reduciraju na masne kiseline i glicerin.

Glukoza se sintetizira iz mliječne kiseline nakon intenzivnog tjelesna aktivnost kada se akumulira u velike količine u mišićima i jetri tijekom anaerobne glikolize. Iz mišića se mliječna kiselina prenosi u jetru, gdje se iz nje sintetizira glukoza koja se vraća u mišić koji radi.

Regulacija metabolizma ugljikohidrata

Ovaj proces se provodi živčani sustav, endokrini sustav (hormoni) i na intracelularnoj razini. Zadatak regulacije je osigurati stabilnu razinu glukoze u krvi. Od hormona koji reguliraju metabolizam ugljikohidrata, glavni su inzulin i glukagon. Oni se proizvode u gušterači.

Glavni zadatak inzulina u tijelu je smanjiti razinu glukoze u krvi. To se može postići na dva načina: povećanjem prodora glukoze iz krvi u tjelesne stanice i povećanjem njezine upotrebe u njima.

1. Inzulin osigurava prodiranje glukoze u stanice pojedinih tkiva – mišića i masti. Oni se nazivaju ovisni o inzulinu. U mozak limfnog tkiva, glukoza ulazi u crvene krvne stanice bez sudjelovanja inzulina.
2. Inzulin pojačava korištenje glukoze u stanicama tako što:

• Aktivacija glikolitičkih enzima (glukokinaza, fosfofruktokinaza, piruvat kinaza).
• Aktivacija sinteze glikogena (zbog povećane pretvorbe glukoze u glukoza-6-fosfat i stimulacije glikogen sintaze).
• Inhibicija enzima glukoneogeneze (piruvat karboksilaza, glukoza-6-fosfataza, fosfoenolpiruvat karboksikinaza).
• Povećano uključivanje glukoze u pentozofosfatni ciklus.

Svi ostali hormoni koji reguliraju metabolizam ugljikohidrata su glukagon, adrenalin, glukokortikoidi, tiroksin, hormon rasta, ACTH. Oni povećavaju razinu glukoze u krvi. Glukagon aktivira razgradnju glikogena u jetri i sintezu glukoze iz neugljikohidratnih prekursora. Adrenalin aktivira razgradnju glikogena u jetri i mišićima.

Poremećaji razmjene. Hipoglikemija

Najčešći poremećaji metabolizma ugljikohidrata su hipo- i hiperglikemija.

Hipoglikemija je stanje tijela uzrokovano niska razina glukoze u krvi (ispod 3,8 mmol/l). Razlozi mogu biti: smanjenje dotoka ove tvari u krv iz crijeva ili jetre, povećanje njezine upotrebe u tkivima. Hipoglikemija može biti posljedica:

• Patologije jetre - kršenje sinteze glikogena ili sinteze glukoze iz prekursora koji nisu ugljikohidrati.
• Izgladnjivanje ugljikohidratima.
• Patologije bubrega - poremećena reapsorpcija glukoze iz primarni urin.
• Probavni poremećaji su patologije razgradnje ugljikohidrata u hrani ili procesa apsorpcije glukoze.
• Patologije endokrilni sustav- višak inzulina ili nedostatak hormona Štitnjača, glukokortikoidi, hormon rasta (GH), glukagon, kateholamini.

Ekstremna manifestacija hipoglikemije je hipoglikemijska koma, koja se najčešće razvija u bolesnika sa šećernom bolešću tipa I s predoziranjem inzulinom. Nizak sadržaj glukoze u krvi dovodi do kisika i energetskog gladovanja mozga, što uzrokuje karakteristični simptomi. Izuzetno se razlikuje brz razvoj- ako to ne učiniš potrebne radnje u roku od nekoliko minuta, osoba će izgubiti svijest i može umrijeti. U pravilu, pacijenti s dijabetesom mogu prepoznati znakove pada glukoze u krvi i znaju što učiniti - popiti čašu slatkog soka ili pojesti slatku lepinju.

Hiperglikemija

Druga vrsta prekršaja metabolizam ugljikohidrata je hiperglikemija – stanje organizma uzrokovano postojanim visok sadržaj glukoze u krvi (iznad 10 mmol/l). Razlozi mogu biti:

• patologije endokrinog sustava. Najviše uobičajeni razlog hiperglikemija - dijabetes melitus. Postoji dijabetes melitus tipa I i tipa II. U prvom slučaju uzrok bolesti je nedostatak inzulina uzrokovan oštećenjem stanica gušterače koje luče ovaj hormon. Oštećenje žlijezde najčešće je autoimune prirode. Dijabetes Tip II se razvija uz normalnu proizvodnju inzulina i stoga se naziva neovisan o inzulinu; ali inzulin ne ispunjava svoju funkciju – ne prenosi glukozu u stanice mišićnog i masnog tkiva.
• neuroze i stres aktiviraju proizvodnju hormona - adrenalina, glukokortikoida, štitnjače, koji povećavaju razgradnju glikogena i sintezu glukoze iz ne-ugljikohidratnih prekursora u jetri, inhibiraju sintezu glikogena;
• patologije jetre;
• prejedanje.

U biokemiji je metabolizam ugljikohidrata jedna od najzanimljivijih i najopsežnijih tema za proučavanje i istraživanje.

Državna obrazovna ustanova visokog stručnog obrazovanja UGMA Roszdrav

Zavod za biokemiju

odobravam

glava odjelu prof., doktorica medicinskih znanosti

Meshchaninov V.N.

_____''_____________2007

PREDAVANJE br.7

Tema: Probava i apsorpcija ugljikohidrata. Razmjena glikogena

Fakulteti: terapeutsko-preventivni, medicinsko-preventivni, pedijatrijski.

Ugljikohidrati – to su polivalentni alkoholi koji sadrže okso skupinu.

Prema broju monomera svi ugljikohidrati se dijele na: mono-, di-, oligo- i polisaharide.

Monosaharidi se prema položaju okso skupine dijele na aldoze i ketoze.

Prema broju ugljikovih atoma monosaharide dijelimo na trioze, tetroze, pentoze, heksoze itd.

Funkcije ugljikohidrata

Monosaharidi– ugljikohidrati koji se ne hidroliziraju u jednostavnije ugljikohidrate.

Monosaharidi:

· obavljaju energetsku funkciju (stvaranje ATP-a).

· obavljaju plastičnu funkciju (sudjeluju u stvaranju di-, oligo-, polisaharida, aminokiselina, lipida, nukleotida).

· obavljaju funkciju detoksikacije (derivati ​​glukoze, glukuronidi, sudjeluju u neutralizaciji toksičnih metabolita i ksenobiotika).

· su fragmenti glikolipida (cerebrozidi).

Disaharidi– ugljikohidrati koji se hidroliziraju u 2 monosaharida. Kod ljudi se stvara samo 1 disaharid – laktoza. Laktoza se sintetizira tijekom dojenja u mliječnim žlijezdama i nalazi se u mlijeku. Ona:

· izvor je glukoze i galaktoze za novorođenčad;

· sudjeluje u formiranju normalna mikroflora kod novorođenčadi.

Oligosaharidi– ugljikohidrati koji se hidroliziraju u 3 do 10 monosaharida.

Oligosaharidi su fragmenti glikoproteina (enzima, transportnih proteina, receptorskih proteina, hormona), glikolipida (globozida, gangliozida). Oni stvaraju glikokaliks na površini stanice.

polisaharidi– ugljikohidrati koji su hidrolizirani u 10 ili više monosaharida. Homopolisaharidi imaju funkciju skladištenja (glikogen je oblik skladištenja glukoze). Heteropolisaharidi (GAG) su strukturna komponenta međustaničnu tvar(kondroitin sulfati, hijaluronska kiselina), sudjeluju u proliferaciji i diferencijaciji stanica, sprječavaju zgrušavanje krvi (heparin).

Ugljikohidrati u hrani, norme i principi racioniranja dnevnih prehrambenih potreba. Biološka uloga. Ljudska hrana uglavnom sadrži polisaharide - škrob, biljnu celulozu, au manjim količinama - životinjski glikogen. Izvor saharoze su biljke, posebice šećerna repa i šećerna trska. Laktoza dolazi iz mlijeka sisavaca (u kravljem mlijeku ima do 5% laktoze, u ženskom mlijeku - do 8%). Voće, med i sokovi sadrže male količine glukoze i fruktoze. Maltoza se nalazi u sladu i pivu.

Ugljikohidrati iz hrane uglavnom su izvor monosaharida, uglavnom glukoze, za ljudsko tijelo. Neki polisaharidi: celuloza, pektinske tvari, dekstrani, ljudi praktički ne probavljaju u gastrointestinalnom traktu, djeluju kao sorbens (uklanjaju kolesterol, žučne kiseline, toksini itd.) neophodni su za poticanje crijevnog motiliteta i stvaranje normalne mikroflore.

Ugljikohidrati su bitna komponenta hrane; čine 75% prehrane i daju više od 50% potrebnih kalorija. Kod odrasle osobe dnevne potrebe u ugljikohidratima 400 g/dan, u celulozi i pektinu do 10-15 g/dan. Preporuča se unos više kompleksnih polisaharida, a manje monosaharida.

Probava ugljikohidrata

Digestija Ovo je proces hidrolize tvari u njihove asimilacijske oblike. Probava se događa: 1). Intracelularno (u lizosomima); 2). Izvanstanično (u gastrointestinalnom traktu): a). šupljina (udaljena); b). parijetalni (kontaktni).

Probava ugljikohidrata u ustima(kavitarni)

U usnoj se šupljini hrana usitnjava tijekom žvakanja i vlaži slinom. Slina se sastoji od 99% vode i obično ima pH 6,8. Endoglikozidaza je prisutna u slini α-amilaza (α-1,4-glikozidaza), cijepanje unutarnjih α-1,4-glikozidnih veza u škrobu uz stvaranje velikih fragmenata - dekstrina i male količine maltoze i izomaltoze. Potreban je Cl - ion.

Probava ugljikohidrata u želucu(kavitarni)

Djelovanje salivarne amilaze prestaje u kiseloj sredini (pH<4) содержимого желудка, однако, внутри пищевого комка ак­тивность амилазы может некоторое время сохраняться. Желудочный сок не содержит фермен­тов, расщепляющих углеводы, в нем возможен лишь незначительный кислотный гидролиз гликозидных связей.

Probava ugljikohidrata u tanko crijevo (šupljina i parijetalni)

U duodenumu se kiseli sadržaj želuca neutralizira pankreasnim sokom (pH 7,5-8,0 zbog bikarbonata). U crijeva ulazi sa sokom gušterače pankreasna α-amilaza . Ova endoglikozidaza hidrolizira unutarnje α-1,4-glikozidne veze u škrobu i dekstrinima kako bi se formirala maltoza (2 ostatka glukoze povezana α-1,4-glikozidnom vezom), izomaltoza (2 ostatka glukoze povezana α-1,6- glikozidnu vezu) i oligosaharide koji sadrže 3-8 glukoznih ostataka povezanih α-1,4- i α-1,6-glikozidnim vezama.

Probava maltoze, izomaltoze i oligosaharida odvija se pod djelovanjem specifičnih enzima - egzoglikozidaza, koji tvore enzimske komplekse. Ovi kompleksi nalaze se na površini epitelnih stanica tankog crijeva i provode parijetalnu probavu.

Kompleks saharaza-izomaltaza sastoji se od 2 peptida, ima strukturu domene. Od prvog peptida nastaje citoplazmatska, transmembranska (fiksira kompleks na membrani enterocita) i vezna domena te podjedinica izomaltaze. Od druge - podjedinice saharaze. Subjedinica šećeraze hidrolizira α-1,2-glikozidne veze u saharozi, podjedinica izomaltaze - α-1,6-glikozidne veze u izomaltozi, α-1,4-glikozidne veze u maltozi i maltotriozi. Kompleksa ima dosta u jejunumu, manje u proksimalnom i distalnom dijelu crijeva.

Kompleks glikoamilaze , sadrži dvije katalitičke podjedinice koje imaju male razlike u specifičnosti supstrata. Hidrolizira α-1,4-glikozidne veze u oligosaharidima (s reducirajućeg kraja) i u maltozi. Najveća aktivnost je u donjim dijelovima tankog crijeva.

β-glikozidazni kompleks (laktaza) glikoprotein, hidrolizira β-1,4-glikozidne veze u laktozi. Aktivnost laktaze ovisi o dobi. U fetusu je posebno povećan u kasni datumi trudnoće i ostaje na visokoj razini do 5-7 godine života. Zatim opada aktivnost laktaze, koja u odraslih iznosi 10% razine aktivnosti karakteristične za djecu. Trehalaza kompleks glikozidaze, hidrolizira α-1,1-glikozidne veze između glukoze u trehalozi, gljivičnom disaharidu Probava ugljikohidrata završava stvaranjem monosaharida – uglavnom nastaje glukoza, manje fruktoza i galaktoza, a još manje manoza, ksiloza i arabinoza. Apsorpcija ugljikohidrata Monosaharide apsorbiraju epitelne stanice jejunuma i ileum. Transport monosaharida u stanice crijevne sluznice može se odvijati difuzijom (riboza, ksiloza, arabinoza), olakšanom difuzijom pomoću proteina nosača (fruktoza, galaktoza, glukoza), te sekundarno aktivnim transportom (galaktoza, glukoza). Sekundarni aktivni transport galaktoze i glukoze iz lumena crijeva u enterocit provodi se simportom s Na+. Preko proteina nosača, Na + se kreće duž svog koncentracijskog gradijenta i nosi sa sobom ugljikohidrate suprotno njihovom koncentracijskom gradijentu. Koncentracijski gradijent Na + stvara Na + /K + -ATPaza.
Kada je koncentracija glukoze u lumenu crijeva niska, ona se transportira u enterocit samo aktivnim transportom, kada visoka koncentracija- aktivni transport i olakšana difuzija. Stopa apsorpcije: galaktoza > glukoza > fruktoza > ostali monosaharidi. Monosaharidi napuštaju enterocite prema krvnoj kapilari olakšanom difuzijom kroz proteine ​​nosače.

Poremećena probava i apsorpcija ugljikohidrata

Nedovoljna probava i apsorpcija probavljene hrane tzv malapsorpcija . Mogu postojati dvije vrste uzroka malapsorpcije ugljikohidrata:

1). Nasljedni i stečeni nedostaci enzima uključenih u probavu. Poznati su nasljedni defekti laktaze, α-amilaze i kompleksa sukraza-izomaltaza. Bez liječenja, ove su patologije popraćene kroničnom disbiozom i oštećenjem tjelesnog razvoja djeteta.

Stečeni probavni poremećaji mogu se promatrati kada crijevne bolesti, na primjer, gastritis, kolitis, enteritis, nakon operacija na gastrointestinalnom traktu.

Nedostatak laktaze kod odraslih može biti povezan sa smanjenom ekspresijom gena laktaze, što se očituje netolerancijom na mlijeko - povraćanjem, proljevom, grčevima i bolovima u trbuhu te nadimanjem. Učestalost ove patologije je 7-12% u Europi, 80% u Kini i do 97% u Africi.

2). Poremećena apsorpcija monosaharida u crijevima.

Malapsorpcija može biti posljedica kvara u bilo kojoj komponenti koja je uključena u sustav za prijenos monosaharida kroz membranu. Opisane su patologije povezane s defektom proteina prijenosnika glukoze ovisnog o natriju.

Sindrom malapsorpcije prati osmotski proljev, pojačana peristaltika, grčevi, bol i nadutost. Proljev izazivaju neprobavljeni disaharidi ili neapsorbirani monosaharidi u distalnim dijelovima crijeva, kao i organske kiseline koje stvaraju mikroorganizmi tijekom nepotpune razgradnje ugljikohidrata.

PoglavljeIV.11.

Metabolizam ugljikohidrata

Funkcije ugljikohidrata

1. Energija (glukoza, glikogen).

2. Strukturna (hijaluronska kiselina).

3. Antikoagulans (heparin).

4. Homeostatski (podržava, posebno, ravnoteža vode i elektrolita i krvni osmotski tlak).

5. Mehanički (uključen u vezivno tkivo).

Podjela ugljikohidrata

Monosaharidi , koji se ne može više hidrolizirati jednostavni šećeri. Ovisno o broju ugljikovih atoma dijele se na trioze, tetroze, pentoze i heksoze. Ovisno o prisutnosti aldehidne ili ketonske skupine, aldoze i ketoze.

Disaharidi sastoji se od dva monosaharidna ostatka:

1) saharoza se sastoji od kombiniranih ostataka glukoze i fruktozea-1,4-glikozidna veza;

2) laktoza se sastoji od spoja ostataka glukoze i galaktozeb-1,4-glikozidna veza;

3) maltoza se sastoji od dvije spojene jedinice glukozea-1,4-glikozidna veza;

4) Celobioza se sastoji od dvije spojene jedinice glukozeb-1,4-glikozidna veza.

Homopolisaharidi - dugi razgranati lanci koji se sastoje od istih monosaharida:

1) škrob je polimer glukoze povezana-1,4 i a-1,6-glikozidne veze. U ovom slučaju nerazgranati lanci tvore amilozu (20%), a razgranati amilopektin (80%);

2) glikogen je životinjski škrob koji se sastoji od ostataka glukoze. To je više razgranati polimer od škroba. Djelomičnom hidrolizom škroba ili glikogena nastaju dekstrini (kraći razgranati lanci);

3) celuloza je glavna komponenta strukturne osnove biljne stanice. To je linearni polimer povezane glukozeb-1,4-glikozidne veze.

Heteropolisaharidi sastoji se od različitih monomera:

1) heparin sadrži ostatke D -glukonat-2-sulfit i N -acetilglukozamin-6-sulfat;

2) hijaluronska kiselina se sastoji od ostataka D -glukuronska kiselina i ostaci N -acetilglukozamin. Dio je vezivnog tkiva i uključen je u regulaciju propusnosti tkiva.

Probava i apsorpcija ugljikohidrata

Kod monogastričnog životinje u usne šupljine pod utjecajem amilaze ( a , b) slina, dolazi do djelomične hidrolize glikozidnih veza polisaharida (škroba). Ali aktivnost ovog enzima je niska, posebno kod mesoždera.

U želucunema specifičnih enzima, a amilaza se brzo inaktivira pri niskom pH.

U tankom crijevu Dolazi do velike hidrolize šećera. Škrob se razgrađuje na maltozu i izomaltozu djelovanjem amilaze gušterače, čiji se kanali otvaraju u dvanaesnik. Ovaj disaharid, kao i saharozu i laktozu, razgrađuju specifične glikozidaze - maltaza,izomaltaza,sahara i laktaza. Te enzime proizvode stanice sluznice i ne ulaze u lumen, već djeluju na površini crijevne sluznice. Ovo je tzv parijetalna probava. Disaharidi se razgrađuju na monosaharide: glukozu, fruktozu i galaktozu, koji se apsorbiraju u stijenku crijeva i ulaze u krv. Prodor monosaharida kroz stanične membrane nastaje putem olakšane difuzije uz sudjelovanje posebnih enzima translokaza. Glukoza i galaktoza također prodiru kroz aktivni transport zbog gradijenta koncentracije iona Na+ , koji se stvara Na+ -K+-ATPaza (pumpa).

Kod poligastričnih životinja V usne šupljine Probava šećera ne dolazi zbog nedostatka enzima.

U buragu(prvi od predželuca) događa se 50% probave šećera. Enzime proizvodi mikroflora buraga ( maltaza, saharaza, celulaza). Monosaharidi nastali kao rezultat enzimske hidrolize poli- i disaharida pod utjecajem bakterija buraga prolaze procese fermentacije, među kojima se razlikuju sljedeće vrste:

1) octena kiselina (Glu = octena kiselina+ CO2);

2) propionska kiselina (Glu = propionska kiselina+ CO2);

3) maslačna kiselina (Glu = maslačna kiselina+ CO2);

4) mliječna kiselina (Glu = mliječna kiselina+ CO 2).

Sve ove kiseline nazivaju se hlapivim masnim kiselinama (VFA). Najbolja opcija je kada je octeno kiselo vrenje 70%, a lošije kada prevladava maslačno kiselo vrenje. VFA se apsorbiraju u stijenke mreže i knjige i koriste se za energetske potrebe tijela.

U sirištu(pravi želudac, ima istu strukturu kao u monogastričnih životinja), probava ugljikohidrata ne dolazi zbog nedostatka enzima.

U tankom crijevu Probava ostataka šećera odvija se kao u monogastričnih životinja.

Glikoliza

Sekvencijalne reakcije glikolize katalizira skupina od 11 enzima. Proces se sastoji od dvije faze (slika 4.11.1.). U prvom od njih, glukoza (G) je fosforilirana, a zatim podijeljena u dvije molekule spoja s tri ugljika gliceraldehid-3-fosfata. Ova faza se smatra pripremnom fazom. Ovdje su različite heksoze uključene u glikolizu, fosforilirane pomoću ATP-a i konačno tvore ukupni proizvod(G-3-F). Druga faza predstavlja proces koji je zajednički svim šećerima. Uključuje i redoks reakcije i faze stvaranja ATP-a (tj. skladištenje energije).

Prva razina

1) Fosforilacija G zbog ATP-a prije stvaranja glukoza-6-fosfat(G-6-F).

Ova reakcija je okidač cijelog procesa i ide u jednom smjeru.

E:heksokinaza i glukokinaza. Heksokinaza je važniji enzim i koristi se u većini stanica. Također fosforilira fruktozu i manozu. Glukokinaza se nalazi samo u hepatocitima i ima afinitet samo za glukozu.

Kofaktoriova reakcija su ioni magnezija i mangana.

2) Pretvorba G-6-P u fruktozo-6-fosfat (F-6-P). Ova reakcija izomerizacije.

E:fosfoglukoizomeraza. Reakcija je reverzibilna.

Kofaktori:ioni magnezija i mangana.

3) Fosforilacija F-6-P u fruktoza-1,6-difosfat (F-1,6-DP).

Ova druga pokretačka reakcija glikolize zahtijeva utrošak još jedne molekule ATP-a. Reakcija je nepovratna.

E:fosfofruktokinaza.

Kofaktor:ioni magnezija mogu biti uz ATPUTP.

Aktivnost ovog enzima aktiviraju ADP i AMP, a inhibiraju ATP.

4) Cijepanje F-1,6-DP u dvije molekule gliceraldehid-3-fosfata (GA-3-P).

E:aldolaza. Sadrži besplatno SH - grupe. Reakcija je reverzibilna i odvija se u dvije faze. Prvo nastaju jedna molekula GA-3-P i dihidroksiaceton fosfat, a zatim se potonji pretvara u drugu molekulu GA-3-P.

Ova reakcija dovršava pripremnu fazu, u kojoj su potrošene 2 molekule ATP-a i nastale su 2 molekule GA-3-P.

Druga faza

Ovdje sve reakcije slijede dva paralelna puta.

5) Oksidacija GA-3-F do 1,3-difosfoglicerat(1,3-DPG).

Energija oslobođena tijekom oksidacije aldehidne skupine GA-3-F pohranjuje se u obliku visokoenergetskog produkta 1,3 - DPG.

E:gliceraldehid-3-fosfat dehidrogenaza(GA-3-F-DG).

Koenzim: NAD, koji se smanjuje tijekom reakcije.

6) Pretvorba 1,3-DPG u 3-fosfoglicerat (3-PG).

E:fosfoglicerat kinaza. Nastaje jedna molekula ATP-a.

7) Pretvorba 3-PG u 2-fosfoglicerat (2-PG). Ovo je reakcija izomerizacije.

E:fosfogliceromutaza.

Kofaktor: ioni magnezija.

8) Transformacija 2-FG u fosfoenolpiruvat.

E:enolaza.

Kofaktori: ioni magnezija i mangana.

Inhibitor: fluorid.

9) Pretvorba fosfoenolpiruvata u piruvat. Nastaje jedna molekula ATP-a.

E:piruvat kinaza.

Kofaktori:ioni magnezija, mangana, kalija.

Inhibitor:ioni kalcija (konkuriraju s manganom).

10) Redukcija piruvata na laktat. Izvor elektrona je GA-3-P, a njihov nositelj NADH.

E:laktat dehidrogenaza.

Laktat (mliječna kiselina) krajnji je proizvod anaerobne glikolize. Izlučuje se kroz plazma membranu kao konačni metabolit. S pojačanim radom mišića dolazi do nedostatka kisika i oksidacija glukoze prelazi u laktat, dok u mišićno tkivo Acidoza nastaje zbog nakupljanja kiseline.

Pentozofosfatni put (PPP)

Zajedno s glikolitičkim putem razgradnje glukoze, u mnogim stanicama djeluje pentozofosfatni put (heksamonofosfatni shunt). Nije bitan za metabolizam glukoze i služi za stvaranje reduciranih oblika u staničnoj citoplazmi NADP. Ovaj koenzim je neophodan za reakcije reduktivne sinteze masnih kiselina i steroida, a koristi se i kao donor vodika u reakcijama hidroksilacije koje uključuju sustav ovisan o citokromu P450. Svi ovi procesi odvijaju se pretežno u stanicama jetre, mliječne žlijezde, kore nadbubrežne žlijezde i masnog tkiva. Skeletni mišići, gdje je sinteza masnih kiselina spora, praktički su lišeni pentozofosfatnog puta metabolizma glukoze.

Reakcije su predstavljene oksidativnim i neoksidativnim granama.

Oksidativna grana :

1. Dehidrogenacija 1. ugljikovog atoma glukoza-6-fosfat.

E:glukoza-6-fosfat dehidrogenaza. NADP + djeluje kao akceptor elektrona. Formirano 6-fosfoglukolakton- unutarnji eter.

2. 6-fosfoglukolakton je vrlo nestabilan spoj, koji se lako hidrolizira u slobodnu kiselinu 6-fosfoglukonat.

E:fosfoglukolaktonaza.

3. Oksidativnom dekarboksilacijom 6-fosfoglukonata nastaje ribuloza 5-fosfat.

E:6-fosfoglukonat dekarboksilaza i 6-fosfoglukonat dehidrogenaza (akceptor - NADP +).

Da. oksidacijski ogranak završava redukcijom dviju molekula NADP +

Neoksidativna grana su reakcije izomerizacije :

1. Ribuloza 5-fosfat se pretvara u riboza 5-fosfat.

E:fosfopentoza izomeraza.

2. Riboza 5-fosfat se pretvara u ksiluloza 5-fosfat.

E:pentoza fosfat izomeraza.

3. Ksiluloza-5-fosfat stupa u interakciju s riboza-5-fosfatom i pretvara se u sedoheptuloza-7-fosfat I gliceraldehid-3-fosfat. Potonja tvar također je proizvod glikolize.

E:transketolaza(protetička skupina TDF).

4. Sedoheptuloza-7-fosfat i gliceraldehid-3-fosfat međusobno djeluju i pretvaraju se u fruktoza 6-fosfat(također proizvod glikolize) i eritroza 4-fosfat.

E:transaldolaza.

5. Eritroza 4-fosfat i ksiluloza 5-fosfat međusobno djeluju i pretvaraju se u dva produkta glikolize, fruktoza 6-fosfat i gliceraldehid 3-fosfat.

E:transketolaza.

Neki od metabolita reakcija neoksidativnog stadija PPP-a također su metaboliti glikolize, što znači da postoji bliska veza između dva metabolička puta glukoze i, ovisno o uvjetima koji se događaju u stanici, dolazi do “prekida”. ” s jednog puta na drugi je moguć.

Kada je potreba stanice za NADPH i riboza-5-fosfatom uravnotežena, PPP završava u oksidativnom stadiju.

Ako je potreba za riboza-5-fosfatom veća od potrebe za NADPH, tada je oksidacijski korak PPP-a “zaobiđen” zbog glikolize. Metaboliti glikolize: fruktoza 6-fosfat i gliceraldehid 3-fosfat pretvaraju se u riboza 5-fosfat.

Ako postoji veći nedostatak NADPH nego riboza-5-fosfata, tada

1. s visokim energetskim statusom stanice, riboza-5-fosfat se pretvara u gliceraldehid-3-fosfat i fruktozo-6-fosfat, a potonji ne idu na put glikolize, već na glukoneogenezu, jer nema potrebe za stvaranje ATP-a;

2. Kada je energetski status stanice nizak, fruktoza-6-fosfat i gliceraldehid-3-fosfat, nastali iz riboza-5-fosfata, uključeni su u glikolizu i pretvaraju se u piruvat. U ovom slučaju se sintetizira ATP.

Biološko značenje PFP-a:

Kao rezultat reakcija oksidativne grane nastaju dvije molekule NADPH, koje se ne oksidiraju u dišnom lancu (kao NADH), već služe kao donori vodika u nizu redukcijskih reakcija;

U neoksidativnoj grani nastaje riboza-5-fosfat koji je neophodan za sintezu RNK, DNK, NAD, FAD;

PFP se naziva i pentozofosfatni šant jer To je proces paralelan s glavnim putem oksidacije glukoze - glikolizom, a pod određenim uvjetima (vidi gore) dolazi do prijelaza s dodatne PPP na glavnu glikolizu i obrnuto.

Ciklus trikarboksilne kiseline (TCA ciklus) limunska kiselina, Krebsov ciklus)

Aerobni put za oksidaciju glukoze počinje s pirogrožđana kiselina(PVC, piruvat) ne prelazi u laktat, već ulazi u TCA ciklus.

TCA ciklus je niz reakcija koje se odvijaju u matriksu mitohondrija, tijekom kojih dolazi do katabolizma acetilnih skupina (u CO 2 ) i stvaranja NADH 2 i FADH 2. Reducirani koenzimi prenose vodik u dišni lanac, gdje dolazi do oksidativne fosforilacije (vidi poglavlje “Metabolizam i energija”).

Ukupna jednadžba za aerobnu oksidaciju jedne molekule glukoze je:

1-Gluc + 6 O 2 = 6 CO 2 + 6 H 2 O + 38 ATP

Prije nego što PVC uđe u ciklus TCA, podvrgava se oksidativnoj dekarboksilaciji uz sudjelovanje kompleksa enzima. Rezultat takve interakcije je obrazovanje acetil-CoA. U ovom obliku ovaj spoj ulazi u TCA put

Državna obrazovna ustanova visokog stručnog obrazovanja UGMA Roszdrav

Zavod za biokemiju

odobravam

glava odjelu prof., doktorica medicinskih znanosti

Meshchaninov V.N.

_____''_____________2007

PREDAVANJE br.7

Tema: Probava i apsorpcija ugljikohidrata. Razmjena glikogena

Fakulteti: terapeutsko-preventivni, medicinsko-preventivni, pedijatrijski.

Ugljikohidrati – to su polivalentni alkoholi koji sadrže okso skupinu.

Prema broju monomera svi ugljikohidrati se dijele na: mono-, di-, oligo- i polisaharide.

Monosaharidi se prema položaju okso skupine dijele na aldoze i ketoze.

Prema broju ugljikovih atoma monosaharide dijelimo na trioze, tetroze, pentoze, heksoze itd.

Funkcije ugljikohidrata

Monosaharidi– ugljikohidrati koji se ne hidroliziraju u jednostavnije ugljikohidrate.

Monosaharidi:

obavljaju energetsku funkciju (stvaranje ATP-a).

obavljaju plastičnu funkciju (sudjeluju u formiranju di-, oligo-, polisaharida, aminokiselina, lipida, nukleotida).

obavljaju funkciju detoksikacije (derivati ​​glukoze, glukuronidi, sudjeluju u neutralizaciji toksičnih metabolita i ksenobiotika).

su fragmenti glikolipida (cerebrozidi).

Disaharidi– ugljikohidrati koji se hidroliziraju u 2 monosaharida. Kod ljudi se stvara samo 1 disaharid – laktoza. Laktoza se sintetizira tijekom dojenja u mliječnim žlijezdama i nalazi se u mlijeku. Ona:

je izvor glukoze i galaktoze za novorođenčad;

sudjeluje u stvaranju normalne mikroflore u novorođenčadi.

Oligosaharidi– ugljikohidrati koji se hidroliziraju u 3 do 10 monosaharida.

Oligosaharidi su fragmenti glikoproteina (enzima, transportnih proteina, receptorskih proteina, hormona), glikolipida (globozida, gangliozida). Oni stvaraju glikokaliks na površini stanice.

polisaharidi– ugljikohidrati koji su hidrolizirani u 10 ili više monosaharida. Homopolisaharidi imaju funkciju skladištenja (glikogen je oblik skladištenja glukoze). Heteropolisaharidi (GAG) su strukturna komponenta međustanične tvari (kondroitin sulfati, hijaluronska kiselina), sudjeluju u proliferaciji i diferencijaciji stanica te sprječavaju zgrušavanje krvi (heparin).

Ugljikohidrati u hrani, norme i principi racioniranja dnevnih prehrambenih potreba. Biološka uloga.

Ljudska hrana uglavnom sadrži polisaharide - škrob, biljnu celulozu, au manjim količinama - životinjski glikogen. Izvor saharoze su biljke, posebno šećerna repa i šećerna trska Laktoza dolazi iz mlijeka sisavaca (u kravljem mlijeku ima do 5% laktoze, u ljudskom mlijeku - do 8%). Voće, med i sokovi sadrže male količine glukoze i fruktoze. Maltoza se nalazi u sladu i pivu.

Ugljikohidrati iz hrane uglavnom su izvor monosaharida, uglavnom glukoze, za ljudsko tijelo. Neki polisaharidi: celuloza, pektinske tvari, dekstrani, praktički se ne probavljaju u gastrointestinalnom traktu, djeluju kao sorbens (uklanjaju kolesterol, žučne kiseline, toksine itd.) i neophodni su za poticanje crijevne pokretljivosti i formiranje normalnog; mikroflora.

Ugljikohidrati su bitna komponenta hrane; čine 75% prehrane i daju više od 50% potrebnih kalorija. Dnevne potrebe odrasle osobe za ugljikohidratima iznose 400 g/dan, za celulozom i pektinom do 10-15 g/dan. Preporuča se unos više kompleksnih polisaharida, a manje monosaharida.

Probava ugljikohidrata

Digestija Ovo je proces hidrolize tvari u njihove asimilacijske oblike. Probava se događa: 1). Intracelularno (u lizosomima); 2). Izvanstanično (u gastrointestinalnom traktu): a). šupljina (udaljena); b). parijetalni (kontaktni).

Probava ugljikohidrata u ustima(kavitarni)

U usnoj se šupljini hrana usitnjava tijekom žvakanja i vlaži slinom. Slina se sastoji od 99% vode i obično ima pH 6,8. Endoglikozidaza je prisutna u slini α -amilaza ( α -1,4-glikozidaza), cijepanje unutarnjih α-1,4-glikozidnih veza u škrobu uz stvaranje velikih fragmenata - dekstrina i male količine maltoze i izomaltoze. Potreban je Cl - ion.

Probava ugljikohidrata u želucu(kavitarni)

Djelovanje salivarne amilaze prestaje u kiseloj sredini (pH

Probava ugljikohidrata u tankom crijevu(šupljina i parijetalni)

U duodenumu se kiseli sadržaj želuca neutralizira pankreasnim sokom (pH 7,5-8,0 zbog bikarbonata). U crijeva ulazi sa sokom gušterače gušterača α - amilaza . Ova endoglikozidaza hidrolizira unutarnje α-1,4-glikozidne veze u škrobu i dekstrinima kako bi se formirala maltoza (2 ostatka glukoze povezana α-1,4-glikozidnom vezom), izomaltoza (2 ostatka glukoze povezana α-1,6- glikozidnu vezu) i oligosaharide koji sadrže 3-8 glukoznih ostataka povezanih α-1,4- i α-1,6-glikozidnim vezama.

Probava maltoze, izomaltoze i oligosaharida odvija se pod djelovanjem specifičnih enzima - egzoglikozidaza, koji tvore enzimske komplekse. Ovi kompleksi nalaze se na površini epitelnih stanica tankog crijeva i provode parijetalnu probavu.

Kompleks saharaza-izomaltaza sastoji se od 2 peptida, ima strukturu domene. Od prvog peptida nastaje citoplazmatska, transmembranska (fiksira kompleks na membrani enterocita) i vezna domena te podjedinica izomaltaze. Od druge - podjedinice saharaze. Subjedinica šećeraze hidrolizira α-1,2-glikozidne veze u saharozi, iso podjedinica maltaze - α-1,6-glikozidne veze u izomaltozi, α-1,4-glikozidne veze u maltozi i maltotriozi. Kompleksa ima dosta u jejunumu, manje u proksimalnom i distalnom dijelu crijeva.

Kompleks glikoamilaze , sadrži dvije katalitičke podjedinice koje imaju male razlike u specifičnosti supstrata. Hidrolizira α-1,4-glikozidne veze u oligosaharidima (s reducirajućeg kraja) i u maltozi. Najveća aktivnost je u donjim dijelovima tankog crijeva.

β-glikozidazni kompleks (laktaza) glikoprotein, hidrolizira β-1,4-glikozidne veze u laktozi. Aktivnost laktaze ovisi o dobi. U fetusa je posebno povišen u kasnoj trudnoći i ostaje na visokoj razini do 5-7 godine života. Zatim opada aktivnost laktaze, koja u odraslih iznosi 10% razine aktivnosti karakteristične za djecu.

Trehalaza glikozidazni kompleks, hidrolizira α-1,1-glikozidne veze između glukoze u trehalozi, gljivičnom disaharidu.

Probava ugljikohidrata završava stvaranjem monosaharida – uglavnom glukoze, manje nastaje fruktoza i galaktoza, a još manje manoza, ksiloza i arabinoza.

Apsorpcija ugljikohidrata

Monosaharide apsorbiraju epitelne stanice jejunuma i ileuma. Transport monosaharida u stanice crijevne sluznice može se odvijati difuzijom (riboza, ksiloza, arabinoza), olakšanom difuzijom pomoću proteina nosača (fruktoza, galaktoza, glukoza), te sekundarno aktivnim transportom (galaktoza, glukoza). Sekundarni aktivni transport galaktoze i glukoze iz lumena crijeva u enterocit provodi se simportom s Na+. Preko proteina nosača, Na + se kreće duž svog koncentracijskog gradijenta i nosi sa sobom ugljikohidrate suprotno njihovom koncentracijskom gradijentu. Koncentracijski gradijent Na + stvara Na + /K + -ATPaza.

Pri niskoj koncentraciji glukoze u lumenu crijeva, transportira se u enterocit samo aktivnim transportom, pri visokoj koncentraciji - aktivnim transportom i olakšanom difuzijom. Stopa apsorpcije: galaktoza > glukoza > fruktoza > ostali monosaharidi. Monosaharidi napuštaju enterocite prema krvnoj kapilari olakšanom difuzijom kroz proteine ​​nosače.

Poremećena probava i apsorpcija ugljikohidrata

Nedovoljna probava i apsorpcija probavljene hrane tzv malapsorpcija . Mogu postojati dvije vrste uzroka malapsorpcije ugljikohidrata:

1). Nasljedni i stečeni nedostaci enzima uključenih u probavu. Poznati su nasljedni defekti laktaze, α-amilaze i kompleksa sukraza-izomaltaza. Bez liječenja, ove su patologije popraćene kroničnom disbiozom i oštećenjem tjelesnog razvoja djeteta.

Stečeni probavni poremećaji mogu se primijetiti kod crijevnih bolesti, na primjer gastritisa, kolitisa, enteritisa, nakon operacija na probavnom traktu.

Nedostatak laktaze kod odraslih može biti povezan sa smanjenom ekspresijom gena laktaze, što se očituje netolerancijom na mlijeko - povraćanjem, proljevom, grčevima i bolovima u trbuhu te nadimanjem. Učestalost ove patologije je 7-12% u Europi, 80% u Kini i do 97% u Africi.

2). Poremećena apsorpcija monosaharida u crijevima.

Malapsorpcija može biti posljedica kvara u bilo kojoj komponenti koja je uključena u sustav za prijenos monosaharida kroz membranu. Opisane su patologije povezane s defektom proteina prijenosnika glukoze ovisnog o natriju.

Sindrom malapsorpcije prati osmotski proljev, pojačana peristaltika, grčevi, bol i nadutost. Proljev uzrokuju nerazdijeljeni disaharidi ili neapsorbirani monosaharidi u distalnim dijelovima crijeva, kao i organske kiseline koje stvaraju mikroorganizmi tijekom nepotpune razgradnje ugljikohidrata.

Prijenos glukoze iz krvi u stanice

Glukoza u stanice ulazi iz krvotoka olakšanom difuzijom uz pomoć proteina nosača – GLUT-ova. Transporteri glukoze GLUT imaju domensku organizaciju i nalaze se u svim tkivima. Postoji 5 vrsta GLUT-a:

GLUT-1 - uglavnom u mozgu, placenti, bubrezima, debelom crijevu;

GLUT-2 – uglavnom u jetri, bubrezima, β-stanicama gušterače, enterocitima, a nalazi se u eritrocitima. Ima visoku kilometražu;

GLUT-3 - u mnogim tkivima, uključujući mozak, placentu, bubrege. Ima veći afinitet za glukozu od GLUT-1;

GLUT-4 - ovisan o inzulinu, u mišićima (koštani, srčani), masnom tkivu;

GLUT-5 – obilan u stanicama tankog crijeva, nositelj je fruktoze.

GLUTUSI, ovisno o tipu, mogu biti smješteni pretežno iu plazma membrani iu citosolnim vezikulama. Transmembranski transport glukoze događa se samo kada su GLUT prisutni u plazma membrani. Ugradnja GLUT-a u membranu iz citosolnih vezikula događa se pod djelovanjem inzulina. Kada se koncentracija inzulina u krvi smanji, ti GLUT-ovi se vraćaju u citoplazmu. Tkiva u kojima su GLUT bez inzulina gotovo u potpunosti smješteni u citoplazmi stanica (GLUT-4, au manjoj mjeri GLUT-1) pokazuju se ovisna o inzulinu (mišići, masno tkivo), te tkiva u kojima su GLUT dominantni smješten u plazma membrani (GLUT- 3) – neovisan o inzulinu.

Poznati su razni poremećaji u radu GLUT-a. Nasljedni defekt u tim proteinima može biti u osnovi dijabetes melitusa koji nije ovisan o inzulinu.

Metabolizam monosaharida u stanici

Nakon apsorpcije u crijevima, glukoza i drugi monosaharidi ulaze u portalnu venu, a zatim u jetru. Monosaharidi se u jetri pretvaraju u glukozu ili njezine metaboličke produkte. Dio glukoze u jetri taloži se u obliku glikogena, dio se koristi za sintezu novih tvari, a dio se krvotokom šalje u druge organe i tkiva. Istodobno, jetra održava koncentraciju glukoze u krvi na razini od 3,3-5,5 mmol / l.

Fosforilacija i defosforilacija monosaharida

U stanicama se glukoza i drugi monosaharidi fosforiliraju pomoću ATP-a da bi nastali fosforni esteri: glukoza + ATP → glukoza-6ph + ADP. Za heksoze, ovu ireverzibilnu reakciju katalizira enzim heksokinaza , koji ima izoforme: u mišićima - heksokinaza II, u jetri, bubrezima i β-stanicama gušterače - heksokinaza IV (glukokinaza), u stanicama tumorskih tkiva - heksokinaza III. Fosforilacija monosaharida dovodi do stvaranja reaktivnih spojeva (reakcija aktivacije), koji ne mogu napustiti stanicu jer nema odgovarajućih proteina nosača. Fosforilacija smanjuje količinu slobodne glukoze u citoplazmi, što olakšava njezinu difuziju iz krvi u stanice.

Heksokinaza II fosforilira D-glukozu, a nižom brzinom i druge heksoze. Imaju visok afinitet za glukozu (Km

Glukokinaza (heksokinaza IV) ima nizak afinitet za glukozu (Km - 10 mmol/l), aktivan je u jetri (i bubrezima) kada se poveća koncentracija glukoze (tijekom probave). Glukokinaza nije inhibirana glukoza-6-fosfatom, što omogućuje jetri uklanjanje viška glukoze iz krvi bez ograničenja.

Glukoza-6-fosfataza katalizira ireverzibilno cijepanje fosfatne skupine hidrolitičkim putem u ER: Glukoza-6-ph + H 2 O → Glukoza + H 3 PO 4, koji se nalazi samo u jetri, bubrezima i intestinalnim epitelnim stanicama. Nastala glukoza može difundirati iz tih organa u krv. Dakle, glukoza-6-fosfataza jetre i bubrega omogućuje povećanje niske razine glukoze u krvi.

Biokemija Knjiga >> Medicina, zdravlje

Kontrolni rad sam. Posao predavanja laboratorijske vježbe 7 34 34 ... izljev. 6. Klinički biokemija bolesti bubreg Studija funkcije bubreg. Biokemija urin. Obrazovanje i... metabolički poremećaji aminokiselina, lipida, ugljikohidrata, vezivno tkivo. Prilazi...