10.3.1. Η κύρια θέση της πέψης των λιπιδίων είναι το άνω μέρος λεπτό έντερο. Οι ακόλουθες συνθήκες είναι απαραίτητες για την πέψη των λιπιδίων:

• παρουσία λιπολυτικών ενζύμων.
• συνθήκες για γαλακτωματοποίηση λιπιδίων.
• βέλτιστες τιμές pH του περιβάλλοντος (εντός 5,5 - 7,5).

10.3.2. Διάφορα ένζυμα εμπλέκονται στη διάσπαση των λιπιδίων. Βρώσιμα λίπησε έναν ενήλικα, διασπώνται κυρίως από την παγκρεατική λιπάση. Η λιπάση βρίσκεται επίσης στον εντερικό χυμό, το σάλιο, βρέφηΗ λιπάση είναι ενεργή στο στομάχι. Οι λιπάσες ανήκουν στην κατηγορία των υδρολασών που υδρολύουν τους εστερικούς δεσμούς -O-SO-με το σχηματισμό του ελεύθερου λιπαρά οξέα, διακυλογλυκερόλες, μονοακυλογλυκερόλες, γλυκερόλη (Εικόνα 10.3).

Εικόνα 10.3.Σχέδιο υδρόλυσης λίπους.

Τα γλυκεροφωσφολιπίδια που παρέχονται με τα τρόφιμα εκτίθενται σε συγκεκριμένες υδρολάσες - φωσφολιπάσες, οι οποίες διασπούν τους εστερικούς δεσμούς μεταξύ των συστατικών των φωσφολιπιδίων. Η ειδικότητα της δράσης των φωσφολιπασών φαίνεται στο Σχήμα 10.4.

Εικόνα 10.4.Ειδικότητα της δράσης των ενζύμων που διασπούν τα φωσφολιπίδια.

Τα προϊόντα της υδρόλυσης των φωσφολιπιδίων είναι λιπαρά οξέα, γλυκερίνη, ανόργανα φωσφορικά, αζωτούχες βάσεις (χολίνη, αιθανολαμίνη, σερίνη).

Οι διατροφικοί εστέρες χοληστερόλης υδρολύονται από την εστεράση της χοληστερόλης του παγκρέατος για να σχηματίσουν χοληστερόλη και λιπαρά οξέα.

10.3.3. Κατανοήστε τα χαρακτηριστικά της δομής χολικά οξέακαι ο ρόλος τους στην πέψη του λίπους. Τα χολικά οξέα είναι το τελικό προϊόν του μεταβολισμού της χοληστερόλης και σχηματίζονται στο ήπαρ. Αυτά περιλαμβάνουν: χολικό (3,7,12-τριοξυχολανικό), χηνοδεοξυχολικό (3,7-διοξυχολανικό) και δεοξυχολικό (3, 12-διοξυχολανικό) οξέα (Εικόνα 10.5, α). Τα δύο πρώτα είναι πρωτογενή χολικά οξέα (που σχηματίζονται απευθείας στα ηπατοκύτταρα), το δεοξυχολικό οξύ είναι δευτερεύον (καθώς σχηματίζεται από πρωτογενή χολικά οξέα υπό την επίδραση της εντερικής μικροχλωρίδας).

Στη χολή, αυτά τα οξέα υπάρχουν σε συζευγμένη μορφή, δηλ. με τη μορφή ενώσεων με γλυκίνη Η2Ν-CH2 -COOHή ταυρίνη Η2Ν-CH2 -CH2 -SO3H(Εικόνα 10.5, β).

Εικόνα 10.5.Η δομή των μη συζευγμένων (α) και των συζευγμένων (β) χολικών οξέων.

15.1.4. Τα χολικά οξέα έχουν αμφίφιλοςιδιότητες: οι υδροξυλομάδες και η πλευρική αλυσίδα είναι υδρόφιλες, η κυκλική δομή είναι υδρόφοβη. Αυτές οι ιδιότητες καθορίζουν τη συμμετοχή των χολικών οξέων στην πέψη των λιπιδίων:

1) τα χολικά οξέα είναι ικανά γαλακτώνωλίπη, τα μόριά τους με το μη πολικό τους μέρος απορροφώνται στην επιφάνεια των σταγονιδίων λίπους, την ίδια στιγμή οι υδρόφιλες ομάδες αλληλεπιδρούν με το περιβάλλον υδατικό περιβάλλον. Ως αποτέλεσμα, η επιφανειακή τάση στη διεπιφάνεια μεταξύ της λιπιδικής και της υδατικής φάσης μειώνεται, με αποτέλεσμα τα μεγάλα σταγονίδια λίπους να σπάνε σε μικρότερα.

2) εμπλέκονται τα χολικά οξέα, μαζί με τη χολική κολιπάση ενεργοποίηση της παγκρεατικής λιπάσης, μετατοπίζοντας το βέλτιστο pH του στην όξινη πλευρά.

3) τα χολικά οξέα σχηματίζουν υδατοδιαλυτά σύμπλοκα με υδρόφοβα προϊόντα της πέψης του λίπους, τα οποία συμβάλλουν στην απορρόφησηστο τοίχωμα του λεπτού εντέρου.

Τα χολικά οξέα, τα οποία διεισδύουν στα εντεροκύτταρα κατά την απορρόφηση μαζί με τα προϊόντα υδρόλυσης, μέσω σύστημα πύληςεισέλθουν στο συκώτι. Αυτά τα οξέα μπορούν να επαναεκκριθούν με τη χολή στα έντερα και να συμμετέχουν στις διαδικασίες πέψης και απορρόφησης. Τέτοιος εντεροηπατική κυκλοφορίαΤα χολικά οξέα μπορούν να πραγματοποιηθούν έως και 10 ή περισσότερες φορές την ημέρα.

15.1.5. Χαρακτηριστικά απορρόφησης προϊόντων υδρόλυσης λίπους στο έντερο παρουσιάζονται στο Σχήμα 10.6. Κατά την πέψη των τριακυλογλυκερολών των τροφίμων, περίπου το 1/3 αυτών διασπάται πλήρως σε γλυκερίνη και ελεύθερα λιπαρά οξέα, περίπου τα 2/3 υδρολύονται μερικώς για να σχηματίσουν μονο- και διακυλογλυκερόλες και ένα μικρό μέρος δεν διασπάται καθόλου. Η γλυκερόλη και τα ελεύθερα λιπαρά οξέα με μήκος αλυσίδας έως 12 άτομα άνθρακα είναι διαλυτά στο νερό και διεισδύουν στα εντεροκύτταρα και από εκεί μέσω πυλαία φλέβαστο συκώτι. Τα μακρύτερα λιπαρά οξέα και οι μονοακυλογλυκερόλες απορροφώνται με τη συμμετοχή συζευγμένων χολικών οξέων, σχηματίζοντας μικκύλια.Τα άπεπτα λίπη μπορούν προφανώς να απορροφηθούν από τα κύτταρα του εντερικού βλεννογόνου με πινοκυττάρωση. Η αδιάλυτη στο νερό χοληστερόλη, όπως και τα λιπαρά οξέα, απορροφάται στο έντερο παρουσία χολικών οξέων.

Εικόνα 10.6.Πέψη και απορρόφηση ακυλογλυκερολών και λιπαρών οξέων.

Πρόκειται για υδατάνθρακες στους οποίους ο αριθμός των υπολειμμάτων μονοσακχαριτών ξεπερνά τα δέκα και μπορεί να φτάσει τις δεκάδες χιλιάδες. Εάν ένας σύνθετος υδατάνθρακας αποτελείται από πανομοιότυπα υπολείμματα μονοσακχαρίτη, ονομάζεται ομοσακχαρίτης, εάν αποτελείται από διαφορετικούς, ονομάζεται ετεροσακχαρίτης.

2.3.1. Ομοπολυσακχαρίτες

Σκληρό, δεν έχει γλυκιά γεύση. Οι κύριοι εκπρόσωποι των ομοπολυσακχαριτών είναι το άμυλο και το γλυκογόνο.

Αμυλο.

Αποτελείται από αμυλόζη και αμυλοπηκτίνη, είναι ένα απόθεμα θρεπτικόςστα φυτά (κόκκοι αμύλου σε κόνδυλους πατάτας, σπόροι δημητριακών). Η περιεκτικότητα σε αμυλόζη στο άμυλο είναι 15-20%, αμυλοπηκτίνη 75-85%.

Γλυκογόνο

Ζωικό άμυλο.Περιέχει από 6.000 έως 300.000 υπολείμματα γλυκόζης. Μπορεί να αποθηκευτεί ως εφεδρική πηγή ενέργειας. Η μεγαλύτερη ποσότητα γλυκογόνου αποθηκεύεται στα ηπατικά κύτταρα (7%), στους σκελετικούς μύες (1-3%), στην καρδιά (0,5%) το άμυλο και το γλυκογόνο διασπώνται σε γαστρο- εντερικό σωλήνατο ένζυμο αμυλάση στα ζωικά κύτταρα, το γλυκογόνο διασπάται από τη φωσφορυλάση του γλυκογόνου.

Φυτικές ίνες (κυτταρίνη).

Το κύριο συστατικό του φυτικού κυτταρικού τοιχώματος, αδιάλυτο στο νερό, αποτελείται από 2000-11000 υπολείμματα γλυκόζης που συνδέονται με έναν βήτα-γλυκοσιδικό δεσμό σημαντικό ρόλοστην τόνωση της εντερικής κινητικότητας.

Σχ. 1. Σχέδιο της δομής των αλυσίδων αμύλου - αμυλόζη (α), αμυλοπηκτίνη (β) και ένα τμήμα του μορίου γλυκογόνου (γ).

2.3.2. Ετεροπολυσακχαρίτες

Αυτοί είναι σύνθετοι υδατάνθρακες, αποτελούμενοι από δύο ή περισσότερους μονοσακχαρίτες, που συνήθως συνδέονται με πρωτεΐνες ή λιπίδια.

Υαλουρονικό οξύ.

Ένα γραμμικό πολυμερές που αποτελείται από γλυκουρονικό οξύ και ακετυλογλυκοζαμίνη. Είναι μέρος των κυτταρικών τοιχωμάτων, του αρθρικού υγρού, του υαλοειδούς σώματος, περιβάλλει τα εσωτερικά όργανα και είναι ένα βακτηριοκτόνο λιπαντικό που μοιάζει με ζελέ.

Θειική χονδροϊτίνη.

Τα διακλαδισμένα πολυμερή αποτελούνται από γλυκουρονικό οξύ και Ν-ακετυλογλυκοζαμίνη. Χρησιμεύουν ως τα κύρια δομικά συστατικά του ιστού χόνδρου, των τενόντων και του κερατοειδούς χιτώνα του ματιού. βρίσκεται επίσης στα οστά και το δέρμα.

3. Ο κανόνας των υδατανθράκων στη διατροφή

Τα αποθέματα υδατανθράκων στον οργανισμό δεν ξεπερνούν το 2-3% του σωματικού βάρους. Λόγω αυτών, τα ενεργειακά αποθέματα ενός ανεκπαίδευτου ατόμου μπορούν να καλυφθούν για όχι περισσότερο από 12 ώρες και για τους αθλητές ακόμη λιγότερο. Με την κανονική κατανάλωση υδατανθράκων, το σώμα του αθλητή λειτουργεί πιο οικονομικά και κουράζεται λιγότερο. Επομένως, είναι απαραίτητη η συνεχής παροχή υδατανθράκων από τα τρόφιμα. Η ανάγκη του σώματος για γλυκόζη εξαρτάται από το επίπεδο της ενεργειακής δαπάνης. Καθώς αυξάνεται η ένταση και η σοβαρότητα της σωματικής εργασίας, αυξάνεται η ανάγκη για υδατάνθρακες. Ο κανόνας των υδατανθράκων στην καθημερινή διατροφή είναι 400 γραμμάρια. για άτομα που δεν αθλούνται. για αθλητές από 600 έως 1000 γρ. Το 64% των υδατανθράκων εισέρχεται στον οργανισμό με τη μορφή αμύλου (ψωμί, δημητριακά, ζυμαρικά), το 36% με τη μορφή απλών σακχάρων (σακχαρόζη, φρουκτόζη, μέλι, ουσίες πηκτίνης).

4. Πέψη υδατανθράκων στο γαστρεντερικό σωλήνα

Όταν μελετάτε τη διαδικασία της πέψης των υδατανθράκων, θα πρέπει να θυμάστε τα ένζυμα που εμπλέκονται σε αυτήν, να μάθετε τις συνθήκες δράσης τους σε διάφορα μέρη του πεπτικού σωλήνα και να γνωρίζετε τα ενδιάμεσα και τελικά προϊόντα της υδρόλυσης.

Οι σύνθετοι υδατάνθρακες στα τρόφιμα που εισέρχονται στο ανθρώπινο σώμα έχουν διαφορετική δομή από τους υδατάνθρακες στο ανθρώπινο σώμα. Έτσι, οι πολυσακχαρίτες που συνθέτουν το φυτικό άμυλο - αμυλόζη και αμυλοπηκτίνη - είναι γραμμικά ή ασθενώς διακλαδισμένα πολυμερή γλυκόζης και το άμυλο του ανθρώπινου σώματος - γλυκογόνο - με βάση τα ίδια υπολείμματα γλυκόζης, σχηματίζει από αυτά ένα διαφορετικό - πολύ διακλαδισμένο πολυμερές δομή. Ως εκ τούτου, η απορρόφηση των ολιγο- και πολυσακχαριτών των τροφίμων ξεκινά με την υδρολυτική τους (υπό την επίδραση του νερού) διάσπαση σε μονοσακχαρίτες κατά τη διάρκεια της πέψης.

Η υδρολυτική διάσπαση των υδατανθράκων κατά τη διάρκεια της πέψης συμβαίνει υπό τη δράση των ενζύμων γλυκοσιδάσης, τα οποία διασπούν 1-4 και 1-6 γλυκοσιδικούς δεσμούς σε μόρια σύνθετων υδατανθράκων. Οι απλοί υδατάνθρακες δεν υφίστανται πέψη μόνο μερικοί από αυτούς μπορούν να ζυμωθούν στο παχύ έντερο υπό την επίδραση μικροβιακών ενζύμων.

Οι γλυκοσιδάσες περιλαμβάνουν αμυλάση του σάλιου, παγκρεατικούς και εντερικούς χυμούς, μαλτάση σάλιου και εντερικού χυμού, τερματική δεξτρινάση, σακχαράση και λακτάση του εντερικού χυμού. Οι γλυκοσιδάσες είναι δραστικές σε ελαφρώς αλκαλικό περιβάλλον και αναστέλλονται όξινο περιβάλλον, με εξαίρεση την αμυλάση του σάλιου, η οποία καταλύει την υδρόλυση των πολυσακχαριτών σε ελαφρώς όξινο περιβάλλον και χάνει τη δραστηριότητα με την αύξηση της οξύτητας.

ΣΕ στοματική κοιλότηταΗ πέψη του αμύλου ξεκινά υπό την επίδραση της αμυλάσης του σάλιου, η οποία διασπά 1-4 γλυκοσιδικούς δεσμούς μεταξύ των υπολειμμάτων γλυκόζης μέσα στα μόρια της αμυλόζης και της αμυλοπηκτίνης. Σε αυτή την περίπτωση, σχηματίζονται δεξτρίνες και μαλτόζη. Το σάλιο περιέχει επίσης μικρές ποσότητες μαλτάσης, η οποία υδρολύει τη μαλτόζη σε γλυκόζη. Άλλοι δισακχαρίτες δεν διασπώνται στο στόμα

Τα περισσότερα μόρια πολυσακχαριτών δεν έχουν χρόνο να υδρολυθούν στο στόμα. Ένα μείγμα μεγάλων μορίων αμυλόζης και αμυλοπηκτίνης με μικρότερα - δεξτρίνες. Η μαλτόζη και η γλυκόζη εισέρχονται στο στομάχι. Έντονα όξινο περιβάλλον γαστρικό χυμόαναστέλλει τα ένζυμα του σάλιου, επομένως γίνονται περαιτέρω μετασχηματισμοί υδατανθράκων στα έντερα, ο χυμός των οποίων περιέχει διττανθρακικά που εξουδετερώνουν το υδροχλωρικό οξύ του γαστρικού υγρού. Οι αμυλάσες από παγκρεατικούς και εντερικούς χυμούς είναι πιο δραστικές από την αμυλάση του σάλιου. Ο εντερικός χυμός περιέχει επίσης τερματική δεξτρινάση, η οποία υδρολύει 1-6 δεσμούς στα μόρια της αμυλοπηκτίνης και των δεξτρινών. Αυτά τα ένζυμα ολοκληρώνουν τη διάσπαση των πολυσακχαριτών σε μαλτόζη. Ο εντερικός βλεννογόνος παράγει επίσης ένζυμα που μπορούν να υδρολύσουν δισακχαρίτες: μαλτάση, λακτάση, σακχαράση. Υπό την επίδραση της μαλτάσης, η μαλτόζη χωρίζεται σε δύο γλυκόζη, υπό την επίδραση της σακχαρόζης, χωρίζεται σε γλυκόζη και η φρουκτάση διασπά τη λακτόζη σε γλυκόζη και γαλακτόζη.

Στους πεπτικούς χυμούς δεν υπάρχει το ένζυμο κυτταρινάση, το οποίο υδρολύει την πρόσληψη τροφής. φυτικές τροφέςη κυτταρίνη. Ωστόσο, υπάρχουν μικροοργανισμοί στα έντερα των οποίων τα ένζυμα μπορούν να διασπάσουν κάποια κυτταρίνη. Σε αυτή την περίπτωση, σχηματίζεται ο δισακχαρίτης κυτταροβιόζη, ο οποίος στη συνέχεια διασπάται σε γλυκόζη.

Η αδιάσπαστη κυτταρίνη είναι μηχανικός ερεθιστικός παράγοντας του εντερικού τοιχώματος, ενεργοποιεί την περισταλτική του και προωθεί την κίνηση της τροφικής μάζας.

Υπό την επίδραση μικροβιακών ενζύμων, τα προϊόντα διάσπασης των σύνθετων υδατανθράκων μπορούν να υποστούν ζύμωση, με αποτέλεσμα το σχηματισμό οργανικών οξέων, CO 2, CH 4 και H 2. Το διάγραμμα των μετασχηματισμών υδατανθράκων στο πεπτικό σύστημα παρουσιάζεται στο διάγραμμα.

Οι μονοσακχαρίτες που σχηματίζονται ως αποτέλεσμα της υδρόλυσης των υδατανθράκων είναι οι ίδιοι σε δομή σε όλους τους ζωντανούς οργανισμούς. Μεταξύ των προϊόντων της πέψης, κυριαρχεί η γλυκόζη (60%), είναι επίσης ο κύριος μονοσακχαρίτης που κυκλοφορεί στο αίμα. Στο τοίχωμα του εντέρου, η φρουκτόζη και η γαλακτόζη μετατρέπονται εν μέρει σε γλυκόζη, με αποτέλεσμα η περιεκτικότητά της στο αίμα που ρέει από το έντερο να είναι μεγαλύτερη από ό,τι στην κοιλότητα του.

Η απορρόφηση των μονοσακχαριτών είναι μια ενεργή φυσιολογική διαδικασία που απαιτεί κατανάλωση ενέργειας. Παρέχεται από οξειδωτικές διεργασίες που συμβαίνουν στα κύτταρα του εντερικού τοιχώματος. Οι μονοσακχαρίτες λαμβάνουν ενέργεια αλληλεπιδρώντας με το μόριο ATP σε αντιδράσεις των οποίων τα προϊόντα είναι εστέρες φωσφόρου μονοσακχαριτών. Όταν περνούν από το εντερικό τοίχωμα στο αίμα, οι εστέρες του φωσφόρου διασπώνται από τις φωσφατάσες και οι ελεύθεροι μονοσακχαρίτες εισέρχονται στην κυκλοφορία του αίματος. Η είσοδός τους από το αίμα στα κύτταρα διάφορα όργανασυνοδεύεται και από τη φωσφορυλίωση τους.

Ωστόσο, ο ρυθμός μετασχηματισμού και η εμφάνιση της γλυκόζης στο αίμα από διαφορετικά προϊόντα είναι διαφορετικός. Ο μηχανισμός αυτών των βιολογικών διεργασιών αντανακλάται στην έννοια του «γλυκαιμικού δείκτη» (GI), ο οποίος δείχνει το ρυθμό μετατροπής των υδατανθράκων των τροφίμων (άμυλο, γλυκογόνο, σακχαρόζη, λακτόζη, φρουκτόζη κ.λπ.) σε γλυκόζη του αίματος.

Οι περισσότεροι υδατάνθρακες (περίπου 60%) στα τρόφιμα αντιπροσωπεύονται από φυτικό άμυλο, 30% σακχαρόζη, 10% λακτόζη. Το φαγητό δεν περιέχει μεγάλες ποσότητεςγλυκόζη και φρουκτόζη, καθώς και γλυκογόνο.

Η πέψη των πολυσακχαριτών είναι πολλαπλών σταδίων (βλ. Πίνακα 2). Η πέψη του αμύλου, του κύριου υδατάνθρακα στα τρόφιμα, ξεκινά στη στοματική κοιλότητα υπό την επίδραση της αμυλάσης του σάλιου, η οποία είναι ενεργή υπό συνθήκες ουδέτερου ή αλκαλικού pH του σάλιου. Ωστόσο, η μικρή διάρκεια παραμονής της τροφής στη στοματική κοιλότητα και η σχετικά χαμηλή δραστηριότηταΟι αμυλάσες του σάλιου καθιστούν αυτό το στάδιο της πέψης του αμύλου αναποτελεσματικό. Αν και πρέπει να σημειωθεί ότι η περιεκτικότητα αυτού του ενζύμου στο σάλιο είναι πολύ σημαντική.

Πίνακας 2

Πέψη υδατανθράκων - βασικές διαδικασίες

Στο στομάχι, η αμυλάση αδρανοποιείται από το όξινο περιεχόμενο του στομάχου και η πέψη των υδατανθράκων σταματά. Και μόνο στο δωδεκαδάκτυλο συμβαίνει πλήρης υδρόλυση του αμύλου, συμπεριλαμβανομένης της άλφα-οριακής δεξτρίνης που σχηματίζεται στη στοματική κοιλότητα και όλων των δισακχαριτών σε μονοσακχαρίτες. Η υδρόλυση των υδατανθράκων στο έντερο πραγματοποιείται από παγκρεατικά ένζυμα (άλφα-αμυλάση, ολιγο-1,6-γλυκοσιδάση) και εντερικά ένζυμα (ολιγοσακχαριδάσες, δισακχαριδάσες).

Η αποτελεσματικότητα της διάσπασης του αμύλου υπό την επίδραση της αμυλάσης και της γλυκοαμυλάσης εξαρτάται από έναν αριθμό παραγόντων που σχετίζονται τόσο με τα χαρακτηριστικά της μορφής του αμύλου στα τρόφιμα όσο και με λειτουργική κατάστασηΓαστρεντερική οδός.

Τα τελευταία χρόνια έχει διαπιστωθεί ότι υπάρχουν οι λεγόμενες ανθεκτικές μορφές αμύλου που είναι ανθεκτικές στην ενζυμική διάσπαση στο έντερο: διασπώνται πολύ πιο αργά. Η ύπαρξη τέτοιων ανθεκτικών μορφών αμύλου οφείλεται σε δύο βασικούς λόγους:

· Η ικανότητα του αμύλου να σχηματίζει επαρκώς ισχυρά σύμπλοκα με φυτικές ίνες, πρωτεΐνες, άλλα κυτταρικά συστατικά και κυτταρικές δομές με το σχηματισμό φυσικώς προστατευμένων μορφών αμύλου και κόκκων αμύλου, στα οποία το άμυλο είναι δύσκολο να χωνευτεί από ένζυμα του ανθρώπινου γαστρεντερικού σωλήνα.

· Αστάθεια της ζελατινοποιημένης μορφής του αμύλου, η οποία εμφανίζεται όταν θερμαίνεται παρουσία νερού. Ο σχηματισμός αυτής της μορφής αμύλου συνοδεύεται από την καταστροφή των κόκκων αμύλου και την ταχεία ενζυματική διάσπαση του αμύλου. Αυτή η αστάθεια της διαδικασίας ζελατινοποίησης οδηγεί στο γεγονός ότι κατά την ψύξη ενός προϊόντος που έχει προηγουμένως υποβληθεί σε θερμική επεξεργασία (μαγείρεμα πατάτας, ψήσιμο ψωμιού) ή κατά τη διάρκεια ορισμένων τύπων τεχνολογικής επεξεργασίας κόκκων, εμφανίζεται η αντίστροφη διαδικασία ζελατινοποίησης και κόκκοι αμύλου σχηματίζονται ξανά, στα οποία το άμυλο είναι δύσκολο να προσπελαστεί για προσβολή ενζύμων. Είναι σημαντικό να τονιστεί ότι η αμυλόζη είναι πιο ικανή να επανασυνδεθεί σε κόκκους αμύλου. Επομένως, τα προϊόντα που περιέχουν μεγάλες ποσότητες αμυλόζης διασπώνται λιγότερο εύκολα από την αμυλάση, όπως αποδεικνύεται από τις διαφορές γλυκαιμικούς δείκτεςτέτοια προϊόντα.

Οι δισακχαρίτες διασπώνται προκαταρκτικά σε μονοσακχαρίτες υπό την επίδραση των αντίστοιχων δισακχαριδασών - σακχαράσης, λακτάσης και μαλτάσης, που εκκρίνονται στο έντερο και απορροφώνται κυρίως με τη μορφή μονοσακχαριτών. Η υδρόλυση της λακτόζης συμβαίνει πιο αργά, και ως εκ τούτου είναι αυτό που περιορίζει τον ρυθμό απορρόφησής της.

Οι δισακχαρίτες υδρολύονται όχι στην κοιλότητα, αλλά στο τοίχωμα του εντέρου, έτσι οι μονοσακχαρίτες που προκύπτουν απορροφώνται αμέσως.

Η απορρόφηση των μονοσακχαριτών γαλακτόζη και γλυκόζη γίνεται σε δύο στάδια χρησιμοποιώντας ενεργή μεταφορά. Πρώτα απ 'όλα, οι σακχαριδάσες που βρίσκονται στο όριο της βούρτσας των εντεροκυττάρων διασπούν τους ολιγοσακχαρίτες σε μονοσακχαρίτες, οι οποίοι μεταφέρονται στο κύτταρο χρησιμοποιώντας το εξαρτώμενο από νάτριο σύστημα μεταφοράς. Σε αυτή την περίπτωση, μονοσακχαρίτες παρουσία ιόντων νατρίου συνδέονται με τον μεταφορέα. Έχοντας συνδεδεμένο νάτριο και γλυκόζη, αυτός ο φορέας διαχέεται κατά μήκος της ηλεκτροχημικής βαθμίδας για τα ιόντα νατρίου σε μέσαμεμβράνες. Στη συνέχεια απελευθερώνει ιόντα νατρίου και γλυκόζη στο κυτταρόπλασμα και διαχέεται πίσω στο εξωτερική επιφάνειαεντεροκύτταρο. Σχετικά χαμηλή περιεκτικότηταΤο νάτριο στο κύτταρο διατηρείται με τη δράση μιας ενεργειακά εξαρτώμενης αντλίας νατρίου, η λειτουργία της οποίας προωθεί έμμεσα τη συνεχή διάχυση του συνδεδεμένου με νάτριο μεταφορέα στην εσωτερική πλευρά της μεμβράνης.

Η μαννόζη και οι πεντόσες εισέρχονται στο κύτταρο με απλή διάχυση και η φρουκτόζη με διευκολυνόμενη διάχυση (παθητική μεταφορά).

Απελευθέρωση μονοσακχαριτών στην περιοχή της πλάγιας και βασικής επιφάνειας του εντεροκυττάρου, σύμφωνα με σύγχρονες ιδέες, δεν εξαρτάται από ιόντα νατρίου.

Οι απελευθερωμένοι μονοσακχαρίτες απομακρύνονται από το έντερο κατά μήκος των κλάδων της πυλαίας φλέβας.

Οι κύριοι καταναλωτές γλυκόζης, εκτός από το συκώτι, είναι ο εγκέφαλος και οι σκελετικοί μύες. Στον λιπώδη ιστό, η γλυκόζη χρησιμοποιείται για τη σύνθεση του λιπώδους ιστού. Τυπικά, περίπου το 65% της γλυκόζης που λαμβάνεται κατά την απορρόφηση από το έντερο δαπανάται για οξείδωση στα κύτταρα, περίπου το 30% για τη σύνθεση λίπους και το 5% για τη σύνθεση γλυκογόνου. Αυτές οι αναλογίες ποικίλλουν ανάλογα με φυσιολογική κατάστασησώμα, ηλικία και μια σειρά από άλλους λόγους.

Οι υδατάνθρακες, μαζί με τις πρωτεΐνες και τα λιπίδια, είναι τα πιο σημαντικά συστατικά των κυττάρων των ζωντανών οργανισμών. Σε αυτά εκτελούν πολύ διαφορετικές και σημαντικές λειτουργίες: ενέργεια(χρησιμεύουν ως πηγή ενώσεων υψηλής ενέργειας και θερμότητας), προστατευτικός(οι πολυσακχαρίτες αποτελούν μέρος των κυτταρικών μεμβρανών και των αντισωμάτων), κατασκευαστικός(συμμετέχουν στο σχηματισμό ιστών, κυτταρικών και υποκυτταρικών δομών), χρησιμοποιούνται για βιοσύνθεση νουκλεϊκά οξέα(ριβόζη και δεοξυριβόζη), λιπίδια, πρωτεΐνες και πολλές άλλες βιολογικά σημαντικές ενώσεις.

Η πηγή υδατανθράκων του οργανισμού είναι οι υδατάνθρακες των τροφών, ο κύριος από τους οποίους είναι το άμυλο. Το άμυλο (πολυσακχαρίτης) είναι η κύρια μορφή αποθήκευσης υδατανθράκων στα φυτά και σχηματίζεται σε αυτά ως αποτέλεσμα της φωτοσύνθεσης. Το γλυκογόνο είναι μια μορφή αποθήκευσης υδατανθράκων στους ζωικούς ιστούς. Η λακτόζη (ένας δισακχαρίτης) βρίσκεται στο γάλα και είναι ο κύριος υδατάνθρακας στη διατροφή των βρεφών. Το μέλι και τα φρούτα περιέχουν μονοσακχαρίτες γλυκόζη και φρουκτόζη. Ο κανόνας των υδατανθράκων στη διατροφή είναι 400-500 g.

Γλυκοπρωτεΐνεςαποτελούνται από μια αποπρωτεΐνη και ένα μέρος υδατάνθρακα, το οποίο σπάνια υπερβαίνει το 30% (γλυκόζη, μαννόζη, γαλακτόζη, φουκόζη, τα αμινοπαράγωγά τους, νευραμινικά και σιαλικά οξέα). Οι γλυκοπρωτεΐνες περιλαμβάνουν τις περισσότερες από τις πρωτεΐνες που εκκρίνονται από το κύτταρο, καθώς και τις πρωτεΐνες του πλάσματος του αίματος (σερουλοπλασμίνη, απτοσφαιρίνη, τρανσφερίνη, πρωτεΐνες πήξης του αίματος, ανοσοσφαιρίνες κ.λπ.). Σχεδόν όλες οι πρωτεΐνες της εξωτερικής μεμβράνης του κυττάρου ανήκουν στην κατηγορία των γλυκοπρωτεϊνών. Παρέχουν «αναγνώριση» των κυττάρων, την ειδικότητα των επαφών τους και τις συγκολλητικές τους ιδιότητες. Πρωτεογλυκάνες.Σε αυτή την οικογένεια σύνθετων πρωτεϊνών, το μερίδιο των πολυσακχαριτών, που αντιπροσωπεύεται από γλυκοζαμινογλυκάνες (βλεννοπολυσακχαρίτες), αντιπροσωπεύει περισσότερο από το 95% της συνολικής μάζας του μορίου. Οι πρωτεογλυκάνες υπάρχουν σε μεσοκυττάρια ουσίαιστούς και χρησιμεύουν ως «τσιμέντο» που συγκρατεί όλα τα κύτταρα μαζί σε ένα ενιαίο σύνολο - ένα όργανο. Πολλά από αυτά βρίσκονται σε χόνδρους και τένοντες, καθώς και στο αρθρικό υγρό, όπου επιτελούν τη λειτουργία της λίπανσης των επιφανειών τριβής των αρθρώσεων. Η ηπαρίνη (ένα αντιπηκτικό) ανήκει επίσης στις πρωτεογλυκάνες.

Η υδρόλυση (πέψη) του αμύλου και του γλυκογόνου ξεκινά στη στοματική κοιλότητα υπό την επίδραση της αμυλάσης του σάλιου. α, β, γ - είναι γνωστές μορφές αμυλάσης του σάλιου. Η πρώτη (α-αμυλάση) υδρολύει εσωτερικούς δεσμούς στο μόριο πολυσακχαρίτη, σχηματίζοντας ολιγοσάκχαρα. δεύτερο ( β -αμυλάση), αποκόπτει μόρια μαλτόζης από το άκρο της πολυσακχαριδικής αλυσίδας. γ -αμυλάση διασπά τα μόρια γλυκόζης από τον πολυσακχαρίτη. Το βέλτιστο pH δράσης όλων αυτών των αμυλασών βρίσκεται στην περιοχή από 6,8-7,0. Στο στομάχι, όπου το περιβάλλον είναι πολύ όξινο (pH 1,5-2,5), αυτά τα ένζυμα είναι ανενεργά και οι υδατάνθρακες δεν αφομοιώνονται σε αυτό. Μόνο μέσα στον βλωμό της τροφής συνεχίζει να δρα η αμυλάση του σάλιου. Στο δωδεκαδάκτυλο, οι υδατάνθρακες αρχίζουν να διασπώνται εντατικά, καθώς σε αυτό το τμήμα του εντέρου η τιμή του pH του περιβάλλοντος είναι ουδέτερη ή ακόμα και ελαφρώς αλκαλική και η παγκρεατική α-αμυλάση εισέρχεται επιπλέον εδώ. Οι γλυκοσιδικοί δεσμοί που βρίσκονται στα σημεία διακλάδωσης του γλυκογόνου και της αμυλοπηκτίνης (1-6 δεσμοί) υδρολύονται. αμυλο-1,6-γλυκοσιδάση και ολιγο-1,6-γλυκοσιδάση.

Εάν η μαλτόζη διασπαστεί από το γλυκογόνο στο γαστρεντερικό σωλήνα, τότε είναι υπό την επίδραση μαλτάσηχωρίζεται σε 2 μόρια γλυκόζης.

Η λακτόζη στο γάλα διασπάται από λακτάσηεπί γλυκόζης και γαλακτόζης.

Εάν η σακχαρόζη προσλαμβάνεται με τροφή, επηρεάζεται σακχαρόζηδιασπάται σε μόρια φρουκτόζη και γλυκόζη.

Τελικά, όλοι οι πολυ-, ολιγο- και δισακχαρίτες που λαμβάνονται από τα τρόφιμα υδρολύονται (πέπτονται) σε μονοσακχαρίτες, κυρίως γλυκόζη, φρουκτόζη και γαλακτόζη. Περαιτέρω, όλα αυτά, με την ενεργό συμμετοχή του ATP, ιόντων νατρίου, ενζύμων και άλλων μορίων, μεταφέρονται από τον εντερικό αυλό στα κύτταρα της βλεννογόνου μεμβράνης (διευκολυνόμενη διάχυση, συμπτωματολογία).

Υδατάνθρακες που δεν πέπτονται στο γαστρεντερικό σωλήνα: φυτικές ίνες, πηκτίνες, λιγνίνες. Δεν υπάρχουν ένζυμα στη γαστρεντερική οδό που υδρολύουν τον β-1-4-γλυκοσιδικό δεσμό. Ο βιολογικός ρόλος των φυτικών ινών (κυτταρίνη): μέσο για τη βακτηριακή χλωρίδα, διεγείρει την εντερική κινητικότητα, είναι η βάση των κοπράνων και προσροφητικό για διάφορες τοξίνες.

Η μοίρα των απορροφημένων μονοσακχαριτών είναι διαφορετική. Πιστεύεται ότι περισσότερο από 90%εισέρχονται στο ήπαρ και εκεί μετατρέπονται σε γλυκογόνο. Το γλυκογόνο μπορεί να περιέχει μόνο γλυκόζη, αλλά η φρουκτόζη και η γαλακτόζη δεν μπορούν. Από αυτή την άποψη, τα τελευταία ισομερίζονται στο κυτταρόπλασμα των εντερικών κυττάρων και μετατρέπονται σε γλυκόζη.

Τα μονοπάτια μέσω των οποίων θα ξεκινήσουν περαιτέρω μετασχηματισμοί αυτών των μορίων είναι πολυάριθμα: αερόβια και αναερόβια οξείδωση, χρήση τους για τη βιοσύνθεση μη βασικών αμινοξέων, γλυκοζαμυγλυκανών, ριβόζης και δεοξυριβόζης, ανώτερα λιπαρά οξέα, γλυκογόνο. καθώς και πολλές άλλες ουσίες σημαντικές για τον οργανισμό.

Γλυκογόνο- ο κύριος αποθεματικός πολυσακχαρίτης στα ζωικά κύτταρα. Τα υπολείμματα γλυκόζης συνδέονται σε γραμμικές τομές με α-1-4-γλυκοσιδικούς δεσμούς και σε περιοχές διακλάδωσης με α-1-6-γλυκοσιδικούς δεσμούς. Το γλυκογόνο εναποτίθεται κυρίως στο ήπαρ και στους σκελετικούς μύες. Το γλυκογόνο συντίθεται κατά την πέψη (1-2 ώρες μετά την κατανάλωση τροφών με υδατάνθρακες). Η σύνθεση γλυκογόνου συμβαίνει με τη δαπάνη ενέργειας που σχετίζεται με την κατανάλωση ATP και UTP. Η σύνθεση γλυκογόνου διεγείρεται από την ορμόνη ινσουλίνη.

Κινητοποίηση γλυκογόνουεμφανίζεται μεταξύ των γευμάτων, κατά τη διάρκεια σωματική δραστηριότητακαι υπό άγχος. Αυτή η διαδικασία συμβαίνει ως αποτέλεσμα ενός μηχανισμού καταρράκτη ενεργοποίησης του ενζύμου φωσφορυλάση b υπό την επίδραση της ορμόνης αδρεναλίνης και γλυκαγόνης. Το ηπατικό γλυκογόνο απελευθερώνει γλυκόζη στο αίμα, επειδή, σε αντίθεση με τους μύες, το ένζυμο γλυκόζη-6-φωσφατάση λειτουργεί στο ήπαρ. Η μυϊκή γλυκόζη-6-φωσφορική χρησιμοποιείται για ενέργεια.

Βιοσύνθεση γλυκογόνουεμφανίζεται μετά το φαγητό, υπό συνθήκες αυξημένη συγκέντρωσηγλυκόζης στο αίμα για το σκοπό της εναπόθεσής της. Το συκώτι και οι μύες είναι ιδιαίτερα έντονοι σε αυτή τη διαδικασία. Το ρυθμιστικό ένζυμο είναι η συνθετάση του γλυκογόνου, η δραστηριότητα της οποίας αυξάνεται υπό την επίδραση της ινσουλίνης.

Διαμετατροπές σακχάρωνείναι η διαδικασία μετατροπής της φρουκτόζης και της γαλακτόζης σε γλυκόζη ή παράγωγά της. Υπάρχουν πολλές επιλογές για τη μετατροπή της φρουκτόζης και της γαλακτόζης σε γλυκόζη ανάλογα με τον τύπο και την ηλικία του ιστού.

Οι τρόποι με τους οποίους μεταβολίζεται και χρησιμοποιείται η γλυκόζη στον ανθρώπινο οργανισμό είναι πολλοί. Οι κατευθύνσεις στις οποίες θα καταβολιστεί η γλυκόζη εξαρτώνται από τον τύπο των κυττάρων (αναερόβια, αερόβια ή προαιρετικά κύτταρα), τις συνθήκες ύπαρξής τους σε περιβάλλο, καθώς και τις ανάγκες των οργάνων και των ιστών για διάφορες ενώσεις που μπορούν να συντεθούν από υδατάνθρακες.

Στον άνθρωπο, η γλυκόζη καταβολίζεται κυρίως σε αερόβιες συνθήκες, δηλ. παρουσία οξυγόνου στο κύτταρο. Η πορεία της οξείδωσης των υδατανθράκων υπό αερόβιες συνθήκες είναι πιο ευνοϊκή από ενεργειακή άποψη, αφού κάθε mole γλυκόζης παρέχει το σχηματισμό περίπου 686 kcal. Όταν η ίδια ποσότητα γλυκόζης καταβολίζεται μέσω της αναερόβιας οδού, απελευθερώνονται μόνο 47 kcal. Ωστόσο, η αναερόβια οδός μετατροπής της γλυκόζης είναι εξαιρετικά σημαντική για τον ανθρώπινο οργανισμό. Με έλλειψη οξυγόνου, τα περισσότερα όργανα και ιστοί λειτουργούν για κάποιο χρονικό διάστημα μόνο λόγω της αύξησης του ρυθμού αναερόβιας γλυκόλυσης. Ορισμένοι ιστοί εξαρτώνται περισσότερο από τον καταβολισμό της γλυκόζης ως πηγή ενέργειας (για παράδειγμα, τα εγκεφαλικά κύτταρα). Η ανεπαρκής παροχή γλυκόζης στον εγκέφαλο ή η υποξία εκδηλώνεται με ζάλη, σπασμούς και απώλεια συνείδησης.

ΣΕ ανθρώπινη διατροφήΥπάρχουν μόνο τρεις κύριες πηγές υδατανθράκων: (1) σακχαρόζη, η οποία είναι δισακχαρίτης και είναι κοινώς γνωστή ως ζάχαρη από ζαχαροκάλαμο. (2) λακτόζη, η οποία είναι δισακχαρίτης του γάλακτος. (3) Το άμυλο είναι ένας πολυσακχαρίτης που υπάρχει σε όλα σχεδόν τα φυτικά τρόφιμα, ιδιαίτερα τις πατάτες και διάφορα είδησιτηρά Άλλοι υδατάνθρακες που είναι εύπεπτοι σε μικρές ποσότητες είναι η αμυλόζη, το γλυκογόνο, η αλκοόλη, το γαλακτικό οξύ, το πυροσταφυλικό οξύ, οι πηκτίνες, οι δεξτρίνες και, στη μικρότερη ποσότητα, τα παράγωγα υδατανθράκων στο κρέας.

Τροφήπεριέχει επίσης μεγάλο αριθμόκυτταρίνη, που είναι υδατάνθρακας. Ωστόσο, σε πεπτικό σύστημαΣτον άνθρωπο, δεν υπάρχει ένζυμο ικανό να διασπάσει την κυτταρίνη, επομένως η κυτταρίνη δεν θεωρείται προϊόν διατροφής, κατάλληλο για ανθρώπους.

Πέψη υδατανθράκωνστο στόμα και στο στομάχι. Όταν το φαγητό μασάται, αναμειγνύεται με το σάλιο, το οποίο περιέχει πεπτικό ένζυμοπτυαλίνη (αμυλάση), που εκκρίνεται κυρίως παρωτιδικούς αδένες. Αυτό το ένζυμο υδρολύει το άμυλο στον δισακχαρίτη μαλτόζη και άλλα μικρά πολυμερή γλυκόζης που περιέχουν 3 έως 9 μόρια γλυκόζης. Ωστόσο, η τροφή βρίσκεται στη στοματική κοιλότητα σύντομο χρονικό διάστημακαι πιθανώς όχι περισσότερο από 5% του αμύλου υδρολύεται πριν την κατάποση.

Ωστόσο, πέψη αμύλουμερικές φορές συνεχίζεται στο σώμα και το βυθό του στομάχου για άλλη 1 ώρα έως ότου το φαγητό αρχίσει να αναμιγνύεται με τις γαστρικές εκκρίσεις. Τότε η δραστηριότητα της αμυλάσης του σάλιου αναστέλλεται από το υδροχλωρικό οξύ της γαστρικής έκκρισης, επειδή Η αμυλάση ως ένζυμο είναι, καταρχήν, ανενεργή όταν το pH του μέσου μειώνεται κάτω από 4,0. Παρόλα αυτά, κατά μέσο όρο, έως και 30-40% του αμύλου υδρολύεται σε μαλτόζη πριν από την τροφή και το συνοδευτικό σάλιο αναμειχθεί πλήρως με τις γαστρικές εκκρίσεις.

Πέψη υδατανθράκων στο λεπτό έντερο. Πέψη με παγκρεατική αμυλάση. Η έκκριση του παγκρέατος, όπως και το σάλιο, περιέχει μεγάλη ποσότητα αμυλάσης, δηλ. Είναι σχεδόν εντελώς παρόμοια στις λειτουργίες της με την αμυλάση του σάλιου, αλλά είναι αρκετές φορές πιο αποτελεσματική. Έτσι, όχι περισσότερο από 15-30 λεπτά αφότου το χυμό από το στομάχι εισέλθει στο δωδεκαδάκτυλο και αναμειχθεί με τον παγκρεατικό χυμό, σχεδόν όλοι οι υδατάνθρακες αφομοιώνονται.

Ως αποτέλεσμα, πριν υδατάνθρακεςθα πάει παραπέρα δωδεκαδάκτυλοή άνω τμήμα μέσο του μικρού εντέρου, μετατρέπονται σχεδόν πλήρως σε μαλτόζη και/ή σε άλλα πολύ μικρά πολυμερή γλυκόζης.

Υδρόλυση δισακχαριτώνκαι μικρά πολυμερή γλυκόζης σε μονοσακχαρίτες από ένζυμα του εντερικού επιθηλίου. Τα εντεροκύτταρα που επενδύουν τις λάχνες του λεπτού εντέρου περιέχουν τέσσερα ένζυμα (λακτάση, σακχαράση, μαλτάσιο και δεξτρινάση) ικανά να διασπούν τους δισακχαρίτες λακτόζη, σακχαρόζη και μαλτόζη, καθώς και άλλα μικρά πολυμερή γλυκόζης, στους τελικούς μονοσακχαρίτες τους. Αυτά τα ένζυμα εντοπίζονται στις μικρολάχνες του περιγράμματος της βούρτσας που καλύπτει τα εντεροκύτταρα, έτσι οι δισακχαρίτες πέπτονται μόλις έρθουν σε επαφή με αυτά τα εντεροκύτταρα.

Λακτόζηδιασπάται σε ένα μόριο γαλακτόζης και ένα μόριο γλυκόζης. Η σακχαρόζη διασπάται σε ένα μόριο φρουκτόζης και ένα μόριο γλυκόζης. Η μαλτόζη και άλλα μικρά πολυμερή γλυκόζης διασπώνται σε πολυάριθμα μόρια γλυκόζης. Έτσι, τα τελικά προϊόντα της πέψης των υδατανθράκων είναι μονοσακχαρίτες. Όλα διαλύονται στο νερό και απορροφώνται αμέσως στην πυλαία κυκλοφορία του αίματος.

Στο κανονικό τροφή, όπου το άμυλο είναι το πιο άφθονο από όλους τους υδατάνθρακες, περισσότερο από το 80% του τελικού προϊόντος της πέψης των υδατανθράκων είναι γλυκόζη και η γαλακτόζη και η φρουκτόζη σπάνια υπερβαίνουν το 10%.