Механизмы трансмембранного переноса глюкозы. Переваривание углеводов в желудочно-кишечном тракте

Переваривание углеводов в желудочно-кишечном тракте

Для питания человека доступна лишь небольшая часть растительных углеводов. Из-за отсутствия соответствующих гЬсоментов в ооганизме человека целлюлоза, кспланы, пектины и другие не расщепляются до своих мономерных форм ни в просвете желудочно-кишечного тракта (ЖКТ), ни в клетках тканей. Большая часть утилизируемых углеводов поступает либо в виде крахмала (амилоза и амилопектин) и гликогена, либо в виде дисахаридов (сахароза, мальтоза, лактоза). Моносахариды практически не содержатся в пищевых рационах живот­ного и растительного происхождения.

Переваривание полисахаридов при участии слюны начинается с воздействия на них ос-амилазы слюны. Фермент представляет собой смесь близких, электрофоретически разделяемых изоферментов. По своей структуре каждый из них - одноцепочечный полипептид (М «50000 Да), к которому присоединен олигосахарид. Оптимум рН фермента лежит в пре­делах 6,5-7,5; его активность значительно возрастает в присутствии ионов хлора. Конечны­ми продуктами гидролиза являются мальтоза и мальтотриоза.

В желудочном соке нет амилолитических ферментов. Единственное воздействие на крахмал во время его продвижения через желудок связано с возможной остаточной активно­стью слюнной а-амилазы и незначительным гидролизом, который катализируется ионами водорода.

Переваривание крахмала и гликогена происходит, главным образом, в тонком кишеч­нике. Основной фермент, участвующий в этом процессе - панкреатическая а-амилаза. Этот фермент по некоторым своим свойствам напоминает а-амилазу слюны: активируется ионами хлора, оптимум рН» 7,1. Однако по своей структуре панкреатическая а-амилаза состоит из двух идентичных мономеров, связанных дисульфидным мостиком. Оптимум рН в тонком кишечнике достигается в результате смешивания кислого желудочного химуса со щелочны­ми панкреатическими и желчными секретами. Действие а-амилазы на крахмал приводит к образованию смеси мальтозы и изомальтозы. Непереваренные гранулы крахмала обычно не встречаются в кале здоровых людей, их появление свидетельствует о недостаточности пан­креатической а-амилазы.

Далее мальтоза и изомальтоза вместе с другими пищевыми дисахаридами (сахарозой и лактозой) гидролизуется специфическими гликозидазами на поверхности клеток тонкой кишки до соответствующих мономеров.

Транспорт моносахаридов из просвета кишечника в клетки слизистой оболочки может осуществляться путем облегченной диффузии и активного транспорта.

При активном транспорте глюкоза проходит через цитоплазматическую мембрану по симпорту с ионами Na⁺, связываясь с разными участками белка-переносчика. При этом Na⁺ поступает в клетку под влиянием электрохимического градиета,создаваемого работой Na⁺,K⁺-Hacoca. Если концентрация Na⁺ во внеклеточной жидкости уменьшается, транспорт глюкозы подавляется.

Глюкоза из клеток кишечника перемещается во внеклеточную жидкость и в кровь во­ротной вены путем облегченной диффузии. Далее глюкоза попадает в печень, где часть ее задерживается, а остальная масса через общий кровоток попадает в клетки других органов и тканей.

Потребление глюкозы клетками из общего кровотока происходит также путем облег­ченной диффузии при участии специальных белков-транспортеров. Скорость трансмембран­ного потока глюкозы зависит только от градинта ее концентрации. Исключением являются клетки мышц и жировой ткани, где облегченная диффузия регулируется инсулином. В от­сутствие инсулина плазматическая мембрана этих клеток непроницаема для глюкозы. Белки-переносчики (глюкозные транспортеры - ГЛЮТ) обнаружены во всех тканях. Существует 5 типов ГЛЮТ, но только ГЛЮТ-4, главные переносчики глюкозы в мышцах и адипоцитах, регулируются инсулином.

Транспорт глюкозы из первичной мочи в клетки канальцев происходит путем вторич­но-активного транспорта, подобно тому, как это происходит в кишечнике. Благодаря этому глюкоза может поступать в клетки даже в том случае,если её концентрация в первичной моче меньше чем в клетках. Глюкоза реабсорбируется из первичной мочи почти полностью (на 99%) в конечной части канальцев.

Дата добавления: 2015-07-13