Переваривание и всасывание угв

1 этап – переваривание В ротовой полости начинается переваривание крахмала и гликогена пищи под действием альфа-амилазы слюны. В желудке нет гликозидаз, но пищевой комок подвергается распаду под действием альфа-амилазы слюны до тех пор, пока не пропитается кислым содержимым желудка. При этом альфа-амилаза слюны ингибируется, т.к. рН желудка не соответствует оптимуму рН данного фермента. В кишечнике рН 8,0-9,0 и действие альфа-амилазы слюны возобновляется. Сюда же поступает альфа-амилаза поджелудочной железы и оба фермента расщепляют крахмал и гликоген до мальтозы. В кишечнике мальтоза расщепляется до 2-х глюкоз под действием мальтазы (образуется кишечными клетками) – реакцию повторить (стр. 32, Материалы). Здесь же под влиянием лактазы кишечного сока лактоза расщепляется до галактозы и глюкозы – реакцию повторить (стр. 32, Материалы). У детей раннего возраста благодаря замедленному гидролитическому расщеплению, лактоза способствует поддержанию слабокислой среды в толстой кишке (рН – 5,0-5,5). Под действием сахаразы кишечного сока сахароза расщепляется до фруктозы и глюкозы – реакцию повторить (стр. 32, Материалы). Переваривание НК дает пентозы.

Т.о., все углеводы пищи перевариваются в кишечнике до гексоз. Все процессы переваривания идут на поверхности эпителия кишечника и поэтому называются пристеночным пищеварением.

2 этап – всасывание продуктов переваривания. Мсх всасываются микроворсинками эпителия тонкого кишечника с различной скоростью. Первой всасывается галактоза, затем глюкоза, фруктоза и пентозы. Различие в скорости всасывания зависит от типа всасывания. Галактоза и глюкоза всасываются путем активного транспорта.

Щеточная каемка энтероцитов содержит несколько транспортных систем, некоторые очень схожи с таковыми в почках, служащие для реабсорбции глюкозы и аминокислот. Натрий-зависимый глюкозный транспортер связывает глюкозу и натрий в разных центрах и транспортирует их через плазматическую мембрану кишечной клетки. Натрий транспортируется по градиенту концентрации, а глюкоза транспортируется против градиента концентрации. Энергия, необходимая для активного транспорта, образуется за счет гидролиза АТФ в результате работы натрий-калиевой АТФ-азы (натрий-калиевого насоса). Этот фермент обменивает натрий цитоплазмы на калий. Затем натрий удаляется из цитоплазмы кишечной клетки в межклеточное пространство с помощью натрий-калиевого насоса в обмен на калий. Таким образом, галактоза и глюкоза всасываются активно (против градиента концентрации) натрий-зависимым транспортом с помощью особого белка – натрий-зависимого глюкозного транспортера.

Фруктоза всасывается пассивно путем облегченной диффузии с помощью белка-переносчика – GLUT-5. Если галактозы и глюкозы поступает много, то и эти моносахариды могут пассивно всасываться с помощью этого белка.

Из кишечной клетки галактоза, глюкоза и фруктоза транспортируются в воротную вену путем облегченной диффузии с помощью белка-переносчика – GLUT-2 – см. пленку (рис по Марри).

Пентозы всасываются путем простой диффузии (пассивно).

Т.о., в крови воротной вены имеются различные мсх, их качество зависит от вида принимаемой пищи. Количество их также сильно варьирует – в разгар пищеварения их много, натощак мало. Мсх быстро поглощаются паренхиматозными клетками печени, где происходит превращение всех мсх в глюкозу. Т.о., глюкоза – единственный мсх, поступающий в большой круг кровообращения. В крови БКК у детей раннего возраста возможно небольшое количество других МСХ, например, фруктозы и галактозы. Это связано с незрелостью печени и глюкогенеза

3 этап ОУ – промежуточный обмен

Превращение глюкозы в тканях В транспорте глюкозы между клетками и кровью играют роль белки-переносчики. Эти белки обозначаются GluT и пронумерованы по порядку их обнаружения. Они осуществляют транспорт глюкозы между клетками и кровью по градиенту концентрации (в отличие от переносчиков, транспортирующих мсх при их всасывании в кишечнике против градиента концентрации). GluT1 находится в эндотелии ГЭБ. Он служит для обеспечения глюкозой мозга. GluT2 в стенке кишечника, печени и почках – органах, осуществляющих выделение глюкозы в кровь. GluT3 находится в нейронах мозга. GluT4 – главный переносчик глюкозы в мышцах и адипоцитах. GluT5 находится в тонкой кишке, подробности его функции неизвестны.

Особенно интенсивно используют глюкозу следующие клетки и ткани: 1) нервная ткань, т.к. для нее глюкоза - единственный источник энергии, 2) мышцы (для выработки энергии на сокращения), 3) стенка кишечника (процессы всасывания различных веществ требуют затраты энергии), 4) почки (образование мочи – процесс энергозависимый), 5) надпочечники (необходима энергия для синтеза гормонов); 6) эритроциты; 7) жировая ткань (глюкоза необходима для нее как источник глицерина для образования ТАГ); 8) молочная железа, особенно в период лактации (глюкоза необходима для образования лактозы).

В тканях около 65% глюкозы окисляется, 30% идет на липонеогенез, 5% на гликогеногенез.

Глюкостатическая функция печени обеспечивается тремя процессами: 1) гликогеногенезом, 2) гликогенолизом, 3) глюконеогенезом (синтез глюкозы из промежуточных продуктов распада белков, липидов, углеводов).

При увеличении глюкозы в крови ее избыток используется на образование гликогена (гликогеногенез). При уменьшении содержания глюкозы в крови усиливается гликогенолиз (распад гликогена) и глюконеогенез. Под действием алкоголя глюконеогенез тормозится, что сопровождается падением глюкозы в крови при большом количестве выпитого алкоголя. Клетки печени, в отличие от других клеток способны пропускать глюкозу в обоих направлениях в зависимости от концентрации глюкозы в межклеточном веществе и крови. Т.о., печень выполняет глюкостатическую функцию, поддерживая постоянство содержания глюкозы в крови, которое равно 3,4-6,1 мМ/л. До 10-14 дней после рождения отмечается физиологическая гипогликемия, это связано с тем, что связь с матерью после родов прекратилась, а своих запасов гликогена мало.

Гликогеногенез 5% глюкозы превращается в гликоген. Образование гликогена называется гликогеногенезом. 2/5 запасов гликогена (примерно 150 грамм) откладывается в паренхиме печени в виде глыбок (10% на сырую массу печени). Остальной гликоген откладывается в мышцах и других органах. Гликоген служит резервом УГВ для всех органов и тканей. Запас УГВ в виде гликогена обусловлен тем, что гликоген как ВМС в отличие от глюкозы не повышает осмотического давления клеток.

Гликогеногенез - сложный, многоступенчатый процесс, который состоит из следующих стадий – реакции знать (только текст)см. материалы стр.35:

1 – Образование глюкозо-6-фосфата – в печени под действием глюкокиназы, а в других тканях под действием гексокиназы глюкоза фосфорилируется и превращается в глюкозо-6-фосфат (реакция необратимая).

2 – Превращение глюкозо-6-фосфата в глюкозо-1-фосфат Под действием фосфоглюкомутазы из глюкозо-6-фосфата образуется глюкозо-1-фосфат (реакция обратимая).

3 – Образование УДФ-глюкозы – глюкозо-1-фосфат взаимодействует с УТФ под действием УДФГ-пирофосфорилазы и образуется УДФ-глюкоза и пирофосфат (реакция обратимая)

4 – Удлинение цепи гликогена начинается с включения в работу фермента гликогенина: УДФ-глюкоза взаимодействует с ОН группой тирозина в составе фермента гликогенина (УДФ отщепляется и в дальнейшем при перефосфорилировании вновь дает УТФ). Затем гликозилированный гликогенин взаимодействует с гликогенсинтазой, под действием которой к первому остатку глюкозы через 1-4 связь присоединяется еще до 8 молекул УДФ-глюкозы. При этом УДФ отщепляется (реакции см. стр. 123 - Биохимия в схемах и рисунках, 2изд. – Н.Р. Аблаев).

5 - Ветвление молекулы гликогена – под действием амило(1à4)(1à6)-трансглюкозидазы происходит образование альфа(1à6)-гликозидной связи (см. пленку, не списывать).

Таким образом, 1) в образовании зрелой молекулы гликогена принимают участие гликогенсинтетаза и амилотрансглюкозидаза; 2) для синтеза гликогена требуется много энергии - для присоединения 1молекулы глюкозы к фрагменту гликогена используется 1молекула АТФ и 1 молекула УТФ; 3) для инициации процесса обязательно наличие затравки гликогена и екоторые специализированные белки-праймеры; 4) этот процесс не безграничен – избыток глюкозы превращается в липиды.

Гликогенолиз Процесс распада гликогена осуществляется 2 путями: 1 путь – фосфоролиз, 2 путь – гидролиз.

Фосфоролиз происходит во многих тканях (сразу пишем реакции, на откр. Только текст). При этом к крайним молекулам глюкозы присоединяются фосфорные кислоты и одновременно происходит их отщепление в виде глюкозо-1-фосфатов. Ускоряет реакцию фосфорилаза. Глюкозо-1-фосфат затем переходит в глюкозо-6-фосфат, который не проникает через клеточную мембрану и используется только там где образовался. Такой процесс возможен во всех тканях кроме печени, в которой много фермента глюкозо-6-фосфатазы, который ускоряет отщепление фосфорной кислоты и при этом образуется свободная глюкоза, которая может поступать в кровь - показать на пленке, реакции знать, см. материалы стр.36-37 (на откр. не списывать).

! Обязательно в виде текста - Фосфорилаза не действует на альфа(1à6)гликозидные связи. Поэтому окончательное разрушение гликогена осуществляется амило-1,6-глюкозидазой. Этот фермент проявляет 2 вида активности. Во-первых, активность трансферазы, которая переносит фрагмент из 3-х молекул глюкозы с альфа(1à6)положения в альфа(1à4)положение. Во-вторых, активность глюкозидазы, которая ускоряет отщепление свободной глюкозы на уровне альфа(1à6) гликозидной связи (см. пленку).

Второй путь гликогенолиза – гидролиз, осуществляется преимущественно в печени под действием гамма-амилазы. При этом происходит отщепление крайней молекулы глюкозы от гликогена и свободная глюкоза может поступать в кровь реакции знать, см. материалы стр. 37, показать на пленке.

Т.о., в результате гликогенолиза образуется или глюкозо-монофосфат (при фосфоролизе) или свободная глюкоза (при гидролизе), которые используется на синтетические процессы или подвергаются распаду (окислению).