Digestia glucidelor. Cum și cât de multă hrană este digerată: tot ce trebuie să știți Ca urmare a digestiei glucidelor complexe,

29.06.2020

Studiu

Digestia amidonului (și glicogenului) începe amilaza salivară.

Amilaza salivară este a-amilaza. Sub influența acestei enzime, apar primele faze ale descompunerii amidonului (sau glicogenului) cu formarea dextrinelor (maltoza se formează și într-o cantitate mică). Digestia amidonului sau glicogenului în gură abia începe. Alimentele, mai mult sau mai puțin amestecate cu saliva, sunt înghițite și trecute în stomac.

Sucul gastric în sine nu conține enzime care descompun carbohidrații complecși. În stomac, acțiunea a-amilazei salivei se oprește, deoarece conținutul gastric are o reacție puternic acidă (pH 1,5-2,5). Cu toate acestea, în straturile mai adânci ale nodului alimentar, unde sucul gastric nu pătrunde imediat, acțiunea amilazei salivare continuă de ceva timp și polizaharidele sunt descompuse pentru a forma dextrine și maltoză. Cea mai importantă fază a descompunerii amidonului (și glicogenului) are loc în duoden sub acțiunea a-amilazei pancreatice. Aici pH-ul crește la valori aproximativ neutre, iar în aceste condiții a-amilaza sucului pancreatic are o activitate aproape maximă. Această enzimă completează activitatea inițiată de amilaza salivară și finalizează conversia amidonului și glicogenului în maltoză.

Astfel, scindarea amidonului și glicogenului la maltoză are loc în intestin sub acțiunea a trei enzime - a-amilaza pancreatică, amilo-1,6-glucozidaza și oligo-1,6-glucozidaza.

Maltoza rezultată este doar un produs temporar, deoarece este hidrolizată rapid de enzima maltază (a-glucozidază) în două molecule de glucoză. Sucul intestinal conține și zaharoză activă, sub influența căreia se formează glucoză și fructoză din zaharoză. Lactoza, care este conținută doar în lapte, este descompusă în glucoză și galactoză prin acțiunea sucului intestinal lactază. În cele din urmă, glucidele alimentare se descompun în monozaharidele lor constitutive (în principal glucoză, fructoză și galactoză), care sunt absorbite de peretele intestinal și apoi intră în sânge.

Rata de absorbție a monozaharidelor individuale diferă brusc, deși greutatea moleculară a tuturor hexozelor este aceeași și doar pentozele diferă ușor în acest sens.

Glucoza și galactoza sunt absorbite mai repede decât alte monozaharide.

Peste 90% din monozaharidele absorbite (în principal glucoza) prin capilarele vilozităților intestinale pătrund în sistemul circulator și, odată cu fluxul sanguin prin vena portă, sunt livrate în principal în ficat. Restul monozaharidelor intră în sistemul venos prin căile limfatice.

În ficat, o parte semnificativă a glucozei absorbite este transformată în glicogen, care se depune în celulele hepatice sub formă de bucăți strălucitoare deosebite vizibile la microscop.

Datorită capacității de a depune glicogen (în principal în ficat și mușchi și într-o măsură mai mică în alte organe și țesuturi), se creează condiții pentru acumularea unei anumite rezerve de carbohidrați în normă. Odată cu creșterea costurilor energetice în organism ca urmare a excitației sistemului nervos central, apare de obicei o creștere a descompunerii glicogenului și a formării de glucoză (glucogeneză).

În plus față de transmiterea directă a impulsurilor nervoase către organele și țesuturile efectoare, atunci când sistemul nervos central este excitat, crește funcția unui număr de glande endocrine (medular suprarenal, glanda tiroidă, glanda pituitară etc.), ale căror hormoni activează defalcarea de glicogen, în principal în ficat și mușchi. Efectul adrenalinei este de a accelera conversia glicogenului în glucoză.

Se știe că fosforoliza joacă un rol cheie în mobilizarea polizaharidelor. Fosforilazele transformă polizaharidele (în special glicogenul) dintr-o formă de stocare într-o formă activă din punct de vedere metabolic; în prezența fosforilazei, glicogenul se descompune pentru a forma un ester fosforic al glucozei (glucoză-1-fosfat) fără a se împărți în prealabil în fragmente mai mari ale moleculei de polizaharidă.

Reacția catalizată de fosforilază arată astfel în formă generală:

În această reacție, (C 6 Hi 0 O5) n înseamnă lanțul polizaharid al glicogenului și (C 6 Hi 0 5) n_1 este același lanț, dar scurtat cu un reziduu de glucoză.

Se poate considera că menținerea constanței concentrației zahărului în sânge este în primul rând rezultatul apariției simultane a două procese: fluxul de glucoză în sânge din ficat și consumul acestuia din sânge de către țesuturi, unde este utilizat în primul rând ca material energetic.

În țesuturi (inclusiv ficatul), există două căi principale pentru descompunerea glucozei: calea anaerobă, care are loc în absența oxigenului, și calea aerobă, care necesită oxigen.

Glicoliza (din grecescul glycus - dulce și liză - dizolvare, degradare) este un proces enzimatic complex de conversie a glucozei care are loc în țesuturile umane și animale fără consum de oxigen. Produsul final al glicolizei este acidul lactic. ATP se formează și în timpul glicolizei. Ecuația totală pentru glicoliză poate fi descrisă după cum urmează:

În condiții anaerobe, glicoliza este singurul proces de furnizare a energiei din corpul animalului. Datorită procesului de glicoliză, corpul oamenilor și animalelor pentru o anumită perioadă de timp poate îndeplini o serie de funcții fiziologice în condiții de oxigen insuficient. În cazurile în care glicoliza are loc în prezența oxigenului, vorbim de glicoliză aerobă.

Semnificația biologică a procesului de glicoliză constă în principal în formarea compușilor cu fosfor bogat în energie.

Fermentarea alcoolică este realizată de așa-numitele organisme asemănătoare drojdiilor, precum și de unele forme. Reacția totală a fermentației alcoolice poate fi scrisă după cum urmează:

În mecanismul său, fermentația alcoolică este extrem de apropiată de glicoliză. Discrepanța începe numai după etapa de formare a acidului piruvic. În timpul hidrolizei, acidul piruvic cu participarea enzimei lactat dehidrogenază și a coenzimei NADH 2 este redus la acid lactic. În fermentația alcoolică, această etapă finală este înlocuită de alte două reacții enzimatice - piruvat decarboxilază și alcool dehidrogenază.

Produsele finale ale fermentației alcoolice sunt alcoolul etilic și C02 și nu acidul lactic, ca în glicoliză.

Gluconeogeneza este sinteza glucozei din alimentele fără carbohidrați. Acești produși sau metaboliți sunt în principal acizi lactici și piruvici, așa-numiții aminoacizi glicogeni și un număr de alți compuși. Cu alte cuvinte, precursorii glucozei în gluconeogeneză pot fi piruvatul sau unul dintre produsele intermediare ale ciclului acidului tricarboxilic. La vertebrate, gluconeogeneza apare cel mai intens în celulele ficatului și rinichilor (cortex).

Majoritatea etapelor în gluconeogeneză implică inversarea reacțiilor de glicoliză.

Digestia proteinelor

Enzimele proteolitice implicate în digestia proteinelor și peptidelor sunt sintetizate și eliberate în cavitatea tractului digestiv sub formă de zimogeni sau zimogeni. Zimogenii sunt inactivi și nu își pot digera propriile proteine. Enzimele proteolitice sunt activate în lumenul intestinal, unde acționează asupra proteinelor alimentare.

În sucul gastric uman există două enzime proteolitice - pepsina și gastrixina, care au o structură foarte asemănătoare, ceea ce indică formarea lor dintr-un precursor comun.

Pepsină se formează sub formă de proenzimă - pepsinogen - în celulele principale ale mucoasei gastrice. Au fost identificați mai mulți pepsinogeni înrudiți din punct de vedere structural, din care se formează mai multe varietăți de pepsină: pepsina I, II (IIa, IIb), III. Pepsinogenii sunt activați de acidul clorhidric, secretat de celulele parietale ale stomacului și autocatalitic, adică de moleculele de pepsină formate.

Pepsinogenul are o greutate moleculară de 40 000. Lanțul său polipeptidic include pepsină (greutate moleculară 34 000); un fragment al unui lanț polipeptidic, care este un inhibitor al pepsinei (greutate moleculară 3100) și un polipeptid rezidual (structural). Inhibitorul de pepsină are proprietăți foarte de bază, deoarece este format din 8 reziduuri de lizină și 4 reziduuri de arginină. Activarea constă în scindarea a 42 de resturi de aminoacizi de la capătul N-terminal al pepsinogenului; mai întâi se scindează polipeptida reziduală și apoi inhibitorul de pepsină.

Pepsina se referă la carboxiproteinaze care conțin reziduuri de aminoacizi dicarboxilici în centrul activ cu un pH optim de 1,5-2,5.

Proteinele sunt substratul pepsinei - fie native, fie denaturate. Acestea din urmă sunt mai ușor de hidrolizat. Denaturarea proteinelor alimentare este asigurată prin gătit sau prin acțiunea acidului clorhidric. Trebuie menționate următoarele funcțiile biologice ale acidului clorhidric:

activarea pepsinogenului;
crearea unui pH optim pentru acțiunea pepsinei și gastrixinei în sucul gastric;
denaturarea proteinelor alimentare;
acțiune antimicrobiană.

Secreția mucoasă care conține glicoproteine \u200b\u200bprotejează proteinele intrinseci ale pereților stomacului de efectul denaturant al acidului clorhidric și efectul digestiv al pepsinei.

Pepsina, fiind o endopeptidază, clivează rapid în legături peptidice interne ale proteinelor formate din grupări carboxil de aminoacizi aromatici - fenilalanină, tirozină și triptofan. Hidrolizează încet legăturile enzimatice peptidice dintre leucina și aminoacizii dicarboxilici de tipul: în lanțul polipeptidic.

Gastrixin este apropiat de pepsină în greutate moleculară (31.500). PH-ul său optim este de aproximativ 3,5. Gastrixin hidrolizează legături peptidice formate din aminoacizi dicarboxilici. Raportul dintre pepsină / gastrixină în sucul gastric este de 4: 1. Cu boala ulcerului peptic, raportul se schimbă în favoarea gastrixinei.

Prezența a două proteinaze în stomac, dintre care pepsina acționează într-un mediu extrem de acid, iar gastrixina într-un mediu moderat acid, permite organismului să se adapteze mai ușor la obiceiurile nutriționale. De exemplu, nutriția cu lapte vegetal neutralizează parțial mediul acid al sucului gastric, iar pH-ul favorizează acțiunea digestivă nu a pepsinei, ci a gastrixinei. Acesta din urmă descompune legăturile din proteinele dietetice.

Pepsina și gastrixina hidrolizează proteinele într-un amestec de polipeptide (numite și albumozele și peptonele). Adâncimea digestiei proteinelor din stomac depinde de durata prezenței alimentelor în acesta. Aceasta este de obicei o perioadă scurtă, astfel încât majoritatea proteinelor sunt descompuse în intestine.

Enzime proteolitice intestinale. Enzimele proteolitice pătrund în intestin din pancreas sub formă de zoenzime: tripsinogen, chimotripsinogen, procarboxipeptidaze A și B, proelastază. Activarea acestor enzime are loc prin proteoliza parțială a lanțului lor polipeptidic, adică fragmentul care maschează centrul activ al proteinazelor. Formarea tripsinei este procesul cheie în activarea tuturor enzimelor zimogene (Fig. 1).

Tripsinogenul din pancreas este activat de enterokinază sau enteropeptidază, care este produsă de mucoasa intestinală. Enteropeptidaza este, de asemenea, secretată ca un precursor al kinazogenului, care este activat de proteaza biliară. Enteropeptidaza activă transformă rapid tripsinogenul în tripsină, tripsina efectuează o autocataliză lentă și activează rapid toți ceilalți precursori inactivi ai proteazei sucului pancreatic.

Mecanismul de activare al tripsinogenului este hidroliza unei legături peptidice, rezultând eliberarea hexapeptidei N-terminale, numită inhibitor al tripsinei. Mai mult, tripsina, rupând legăturile peptidice în proenzimele rămase, determină formarea enzimelor active. În acest caz, se formează trei tipuri de chimotripsină, carboxipeptidaze A și B și elastază.

Proteinazele intestinale hidrolizează legăturile peptidice ale proteinelor alimentare și polipeptidelor, formate după acțiunea enzimelor gastrice, pentru a elibera aminoacizii. Tripsina, chimotripsinele, elastaza, fiind endopeptidaze, contribuie la descompunerea legăturilor peptidice interne, împărțind proteinele și polipeptidele în fragmente mai mici.

Tripsina hidrolizează legăturile peptidice formate în principal din grupe carboxil de lizină și arginină; este mai puțin activă față de legăturile peptidice formate de izoleucină.
Chimotripsinele sunt cele mai active în legătură cu legăturile peptidice, la formarea cărora participă tirozina, fenilalanina, triptofanul. În ceea ce privește specificitatea acțiunii, chimotripsina este similară cu pepsina.
Elastaza hidrolizează acele legături peptidice din polipeptide în care se află prolina.
Carboxipeptidaza A aparține enzimelor care conțin zinc. Clivează aminoacizii C-terminali aromatici și alifatici din polipeptide, în timp ce carboxipeptidaza B scindează numai resturile de lizină și arginină C-terminale.

Enzimele care hidrolizează peptidele sunt prezente și în mucoasa intestinală și, deși pot fi secretate în lumen, ele funcționează în principal intracelular. Prin urmare, hidroliza peptidelor mici are loc după ce acestea intră în celule. Printre aceste enzime se numără leucina aminopeptidaza, care este activată de zinc sau mangan, precum și de cisteină, și eliberează aminoacizi N-terminali, precum și dipeptidaze, care hidrolizează dipeptidele în doi aminoacizi. Dipeptidazele sunt activate de ionii cobalt, mangan și cisteină.

O varietate de enzime proteolitice duce la degradarea completă a proteinelor în aminoacizi liberi, chiar dacă proteinele nu au fost expuse anterior pepsinei în stomac. Prin urmare, pacienții după intervenția chirurgicală pentru îndepărtarea parțială sau completă a stomacului își păstrează capacitatea de a asimila proteinele alimentare.

Mecanismul digestiei proteinelor complexe

Porțiunea proteică a proteinelor complexe este digerată în același mod ca proteinele simple. Grupurile lor protetice sunt hidrolizate în funcție de structură. Componentele glucidice și lipidice, după scindarea lor din partea proteică, sunt hidrolizate de enzimele amilolitice și lipolitice. Grupa porfirină a cromoproteinelor nu este clivată.

Este de interes procesul de scindare a nucleoproteinelor, care sunt bogate în unele produse alimentare. Componenta acidului nucleic este separată de proteină în mediul acid al stomacului. În intestin, polinucleotidele sunt hidrolizate de nucleaze intestinale și pancreatice.

ARN-ul și ADN-ul sunt hidrolizate de enzimele pancreatice - ribonucleaza (RNaza) și deoxiribonucleaza (DNaza). RNaza pancreatică are un pH optim de aproximativ 7,5. Clivează legături internucleotidice interne în ARN. Acest lucru are ca rezultat fragmente de polinucleotide mai scurte și 2,3-nucleotide ciclice. Legăturile fosfodiesterice ciclice sunt hidrolizate de aceeași RNază sau fosfodiesterază intestinală. DNaza pancreatică hidrolizează legături internucleotidice în ADN furnizat cu alimente.

Produsele de hidroliză a polinucleotidelor - mononucleotidelor sunt expuse acțiunii enzimelor peretelui intestinal: nucleotidază și nucleozidază:

Aceste enzime au specificitate relativă de grup și hidrolizează atât ribonucleotidele, cât și ribonucleozidele, precum și dezoxiribonucleotidele și dezoxiribonucleozidele. Nucleozidele, bazele azotate, riboză sau dezoxiriboză, H 3 PO 4 sunt absorbite.

Nevoia de carbohidrați într-un corp adult este de 350-400 g pe zi, în timp ce celuloza și alte fibre alimentare ar trebui să fie de cel puțin 30-40 g.

Amidonul, glicogenul, celuloza, zaharoza, lactoza, maltoza, glucoza și fructoza, riboza sunt furnizate în principal cu alimente.

Digestia glucidelor în tractul gastro-intestinal

Cavitatea bucală

Cu saliva, aici vine enzima α-amilază care conține calciu. PH-ul său optim este de 7,1-7,2, activat de ioni de Cl. Fiind endoamilaza, clivează la întâmplare legături interne α1,4-glicozidice și nu afectează alte tipuri de legături.

În cavitatea bucală, amidonul și glicogenul pot fi clivate de α-amilază la dextrine - oligozaharide ramificate (cu legături α1,4- și α1,6) și neramificate (cu legături α1,4). Dizaharidele nu sunt hidrolizate în niciun fel.

Stomac

Datorită pH-ului scăzut, amilaza este inactivată, deși descompunerea carbohidraților continuă de ceva timp în interiorul bolusului alimentar.

Intestinele

În cavitatea intestinului subțire funcționează α-amilaza pancreatică, hidrolizând legăturile α1,4 interne în amidon și glicogen pentru a forma maltoză, maltotrioză și dextrine.

Dragi studenți, medici și colegi.
În ceea ce privește digestia homopolizaharidelor (amidon, glicogen) în tractul digestiv ...
În prelegerile mele ( pdf-format) se scrie despre trei enzime secretate cu sucul pancreatic: α-amilaza, oligo-α-1,6-glucozidaza, izomaltaza.
Oricum, la reverificare, sa dovedit că nici unul dintre prins pentru mine (noiembrie 2019) publicațiile din internetul în limba engleză nu menționează pancreasul oligo-α- 1,6-glucozidaza și izomaltaza... În același timp, în Runet, astfel de referințe se găsesc în mod regulat, deși cu o discrepanță - indiferent dacă acestea sunt enzime pancreatice sau sunt situate pe peretele intestinal.
Astfel, există date insuficient confirmate sau amestecate sau, în general, eronate. Prin urmare, deocamdată, elimin de pe site mențiunea acestor enzime și voi încerca să clarific informațiile.

În plus față de cavitate, există și digestie parietală, care este efectuată de:

sucrază-izomaltază complex (titlu de lucru sucrase) - în jejun hidrolizează legăturile α1,2-, α1,4-, α1,6-glicozidice, descompune zaharoza, maltoza, maltotrioza, izomaltoza,
Complex β-glicozidază (denumire de lucru lactază) - hidrolizează legăturile β1,4-glicozidice în lactoză între galactoză și glucoză. La copii, activitatea lactazei este foarte mare deja înainte de naștere și rămâne la un nivel ridicat până la 5-7 ani, după care scade,
complex glicoamilazic - localizat în părțile inferioare ale intestinului subțire, scindează legăturile α1,4-glicozidice și scindează reziduurile terminale de glucoză din oligozaharide de la capătul reducător.

Rolul celulozei în digestie

Celuloza nu este digerată de enzimele umane, deoarece enzimele corespunzătoare nu sunt formate. Dar în intestinul gros sub influență enzime microflorei unele dintre ele pot fi hidrolizate pentru a forma celobioză și glucoză. Glucoza este utilizată parțial de microflora în sine și este oxidată în acizi organici (butirici, lactici), care stimulează peristaltismul intestinal. O mică parte a glucozei poate fi absorbită în sânge.

Nevoia de carbohidrați într-un corp adult este de 350-400 g pe zi, în timp ce celuloza și alte fibre alimentare ar trebui să fie de cel puțin 30-40 g.

Amidonul, glicogenul, celuloza, zaharoza, lactoza, maltoza, glucoza și fructoza, riboza sunt furnizate în principal cu alimente.

Digestia glucidelor în tractul gastro-intestinal

Cavitatea bucală

Stomac

Datorită pH-ului scăzut, amilaza este inactivată, deși descompunerea carbohidraților continuă de ceva timp în interiorul bolusului alimentar.

Intestinele

În cavitatea intestinului subțire funcționează α-amilaza pancreatică, hidrolizând legăturile α1,4 interne în amidon și glicogen pentru a forma maltoză, maltotrioză și dextrine.

În plus față de cavitate, există și digestie parietală, care este efectuată de:

sucrază-izomaltază complex (titlu de lucru sucrase) - în jejun hidrolizează legăturile α1,2-, α1,4-, α1,6-glicozidice, descompune zaharoza, maltoza, maltotrioza, izomaltoza,
Complex β-glicozidază (denumire de lucru lactază) - hidrolizează legăturile β1,4-glicozidice în lactoză între galactoză și glucoză. La copii, activitatea lactazei este foarte mare deja înainte de naștere și rămâne la un nivel ridicat până la 5-7 ani, după care scade,
complex glicoamilazic - localizat în părțile inferioare ale intestinului subțire, scindează legăturile α1,4-glicozidice și scindează reziduurile terminale de glucoză din oligozaharide de la capătul reducător.

Rolul celulozei în digestie

Instrucțiuni

Compoziția carbohidraților simpli include fructoză și glucoză, în organism fiind repartizate și absorbite rapid. Aceste substanțe provoacă o creștere a zahărului din sânge, ceea ce crește producția de insulină. Ca urmare, pofta de mâncare crește, riscul de exces de greutate crește. Carbohidrații simpli se găsesc în fructe de pădure, legume, dulciuri, paste, produse din făină. Glucidele complexe conțin lanțuri de molecule mai complexe din punct de vedere structural. Corpul are nevoie de mai mult timp pentru a le absorbi. Glucidele complexe sunt absorbite treptat, în timp ce glucoza pătrunde lent în fluxul sanguin, iar apetitul unei persoane se stabilizează. Ca urmare, cantitatea de calorii în exces care poate fi stocată ca grăsime este redusă. Glucidele complexe se găsesc în cartofi, nuci, leguminoase, cereale și fibre vegetale. Carbohidrații nedigerabili (fibre dietetice) nu pot fi absorbiți de organism. Cu toate acestea, atunci când intră în intestine, au un efect pozitiv asupra procesului digestiv, creând un mediu pentru bacterii benefice.

Alimentele care conțin carbohidrați simpli sunt clasificate ca alimente cu digestie rapidă. Sucurile de fructe, legume și bulionele sunt digerate în 15-20 de minute. Vasele semilichide (legume, fructe, salată) sunt digerate în 20-30 de minute. Fructele vor fi absorbite în 20-40 de minute, dintre care struguri, grapefruit, portocale - în 30 de minute, pere, piersici, mere și alte fructe semidulci - în 40 de minute. Salatele de legume, formate din roșii, verdeață cu frunze, castraveți, ardei verzi sau roșii, pot dura 30-40 de minute pentru a fi digerate. Când se adaugă ulei vegetal în salată, acest timp crește la mai mult de o oră. Legumele fierte sau aburite în apă sunt digerate în 40 de minute, broccoli, dovlecei, fasole verde, conopidă, dovleac - 45 de minute. Legumele cu rădăcină se digeră până la 50 de minute.

Glucidele complexe durează mai mult timp pentru a fi digerate. În special, amidonul este absorbit de corp într-o oră. Astfel de alimente includ cartofi, porumb, castane. Glucidele concentrate sunt digerate timp de 1 oră și 30 de minute. Acestea includ: orez brun, ovăz, hrișcă, mei, fasole, linte, fasole. Digestia glucidelor are loc în gură și stomac. Când sunt mestecate, alimentele sunt amestecate cu saliva, care conține enzima digestivă amilază. Această substanță hidrolizează amidonul în dizaharidă maltoză și alți polimeri de glucoză. În stomac, amilaza salivară este blocată de acidul clorhidric. Digestia glucidelor are loc în intestinul subțire cu ajutorul unei amilaze produse de pancreas. Ca rezultat, acestea sunt aproape complet convertite în maltoză și / sau alți polimeri mici de glucoză. Acestea sunt apoi descompuse în numeroase molecule care se dizolvă în apă și sunt absorbite în fluxul sanguin.