Слайд 2
Эпителиальные клетки кишечника способны всасывать только моносахариды.
Поэтому процесс переваривания заключается в ферментативном гидролизе гликозидных связей
в углеводах, имеющих олиго- или полисахаридное строение.
Гидролиз гликозидной связи:
Слайд 3
Переваривание углеводов в ротовой полости
В ротовой
полости пища измельчается, смачивается слюной. Слюна на 99% состоит
из воды и имеет рН 6,8. В слюне присутствует гидролитический фермент α-амилаза (α-1,4-гликозидаза), расщепляющая в крахмале α-1,4-гликозидные связи. В ротовой полости не происходит полное расщепление крахмала, так как действие фермента на крахмал кратковременно. Кроме того, амилаза слюны не расщепляет α- 1,6-гликозидные связи, поэтому крахмал переваривается частично с образованием крупных фрагментов - декстринов и небольшого количества мальтозы.
Следует отметить, что амилаза слюны не гидролизует гликозидные связи в дисахаридах.
Слайд 4
Переваривание углеводов в желудке
Действие амилазы слюны
прекращается в резко кислой среде содержимого желудка (рН 1,5-2,5).
Желудочный сок не содержит ферментов, расщепляющих углеводы. В желудочном содержимом возможен лишь незначительный кислотный гидролиз гликозидных связей.
Слайд 5
Переваривание углеводов в кишечнике
Последующие этапы
переваривания нерасщеплённого или частично расщеплённого крахмала, а также других
углеводов пищи происходит в тонком кишечнике в разных его отделах под действием гадролитических ферментов - гликозидаз.
Слайд 6
Панкреатическая α-амилаза
В двенадцатиперстной кишке рН среды
желудочного содержимого нейтрализуется, так как секрет поджелудочной железы имеет
рН 7,5-8,0 и содержит бикарбонаты (НСО3-). С секретом поджелудочной железы в кишечник поступает панкреатическая α-амилаза. Этот фермент гидролизует α-1,4-гликозидные связи в крахмале и декстринах.
Продукты переваривания крахмала на этом этапе - дисахарид мальтоза, содержащая 2 остатка глюкозы, связанные α-1,4-связью.
Слайд 7
Из тех остатков глюкозы, которые в молекуле
крахмала находятся в местах разветвления и соединены α-1,6-гликозидной связью,
образуется дисахарид изомальтоза. Кроме того, образуются олигосахариды, содержащие 3-8 остатков глюкозы, связанные α-1,4- и α-1,6-связями
Гидролиз крахмала панкреатической α-амилазой:
Слайд 8
α-Амилаза поджелудочной железы,
так же, как α-амилаза слюны, действует как эндогликозидаза. Панкреатическая
α-амилаза не расщепляет α-1,6-гликозидные связи в крахмале. Этот фермент также не гидролизует связи, которыми соединены остатки глюкозы в молекуле целлюлозы. Целлюлоза проходит через кишечник неизменённой.
Функции целлюлозы:
балластное вещество;
под действием бактериальных ферментов частично расщепляться образуя спирты, органических кислот и СО2, в итоге оказывая влияние на стимуляцию перистальтики кишечника;
Слайд 9
Переваривание в тонком кишечнике
Мальтоза, изомальтоза и
триозосахариды, образующиеся в верхних отделах кишечника из крахмала, -
промежуточные продукты. Дальнейшее их переваривание происходит под действием специфических ферментов в тонком кишечнике. Дисахариды пищи сахароза и лактоза также гидролизуются специфическими дисахаридазами в тонком кишечнике.
Особенность переваривания углеводов в тонком кишечнике в том, что активность специфических олиго- и дисахаридаз в просвете кишечника низкая. Но их высокая активность отмечена на поверхности эпителиальных клеток кишечника.
Слайд 10
Ферментативные комплексы
Ферменты, расщепляющие гликозидные связи в
дисахаридах (дисахаридазы), образуют ферментативные комплексы, локализованные на наружной поверхности
цитоплазматической мембраны энтероцитов.
Сахаразо-изомальтазный комплекс;
Гликоамилазный комплекс;
β-Гликозидазный комплекс (лактаза);
Трегалаза;
Слайд 11
Сахаразо-изомальтазный комплекс
Этот ферментативный комплекс состоит из
двух полипептидных цепей и имеет доменное строение. Сахаразо-изомальтазный комплекс
прикрепляется к мембране микроворсинок кишечника с помощью гидрофобного (трансмембранного) домена, образованного N-концевой частью полипептида. Каталитический центр выступает в просвет кишечника.
Связь этого пищеварительного фермента с мембраной способствует эффективному поглощению продуктов гидролиза клеткой.
Слайд 12
Сахаразо-изомальтазный комплекс
1 - сахараза;
2 - изомальтаза;
3
- связывающий домен;
4 - трансмембранный домен;
5 -
цитоплазматический домен.
Слайд 13
Сахаразо-изомальтазный комплекс гидролизует сахарозу и изомальтозу,
расщепляя α-1,2- и α-1,6-гликозидные связи. Кроме того, оба ферментных
домена имеют мальтазную и мальтотриазную активности, гидролизуя α-1,4-гликозидные связи в мальтозе и мальтотриозе (трисахарид, образующийся из крахмала). На долю сахаразо-изомальтазного комплекса приходится 80% от всей мальтазной активности кишечника. Но не смотря на высокую мальтазную активность, этот ферментативный комплекс назван в соответствии с основной специфичностью. К тому же сахаразная субъединица - единственный фермент в кишечнике, гадролизующий сахарозу.
Слайд 14
Изомальтазная субъединица с большей скоростью гидролизует гликозидные связи
в изомальтозе, чем в мальтозе и мальтотриозе
Действие сахаразо-изомальтазного комплекса
на мальтозу и мальтотриозу:
Слайд 15
Действие сахаразо-изомальтазного комплекса на изомальтозу и олигосахарид:
Слайд 16
Гликоамилазный комплекс
Этот ферментативный комплекс катализирует гидролиз
α-1,4-связи между глюкозными остатками в олигосахаридах, действуя с восстанавливающего
конца. По механизму действия этот фермент относят к экзогликозидазам. Комплекс расщепляет также связи в мальтозе, действуя как мальтаза. В гликоамилазный комплекс входят две разные каталитические субъединицы, имекдцие небольшие различия в субстратной специфичности. Гликоамилазная активность комплекса наибольшая в нижних отделах тонкого кишечника.
Слайд 17
β-Гликозидазный комплекс (лактаза)
Лактаза расщепляет β-1,4-гликозидные связи
между галактозой и глюкозой в лактозе:
Этот ферментативный
комплекс по химической природе является гликопротеином.
Слайд 18
Лактоза, как и другие гликозидазные комплексы,
связана с щёточной каемкой и распределена неравномерно по всему
тонкому кишечнику. Активность лактазы колеблется в зависимости от возраста. Так, активность лактазы у плода особенно повышена в поздние сроки беременности и сохраняется на высоком уровне до 5-7-летнего возраста. Затем активность фермента снижается, составляя у взрослых 10% от уровня активности, характерного для детей.
Слайд 19
Трегалаза -
- также гликозидазный комплекс, гидролизующий связи между
мономерами в тре-галозе - дисахариде, содержащемся в грибах. Трегалоза
состоит из двух глюкозных остатков, связанных гликозидной связью между первыми аномерными атомами углерода:
Слайд 20
Совместное действие всех перечисленных ферментов завершает
переваривание пищевых олиго- и полисахаридов с образованием моносахаридов, основной
из которых - глюкоза. Кроме глюкозы, из углеводов пищи также образуются фруктоза и галактоза, в меньшем количестве - манноза, ксилоза, арабиноза.
Слайд 21
Общая схема переваривания углеводов
Слайд 22
НАРУШЕНИЯ ПЕРЕВАРИВАНИЯ И ВСАСЫВАНИЯ УГЛЕВОДОВ
В основе
патологии переваривания и всасывания углеводов могут быть причины двух
типов:
дефекты ферментов, участвующих в гидролизе углеводов в кишечнике;
нарушение всасывания продуктов переваривания углеводов в клетки слизистой оболочки кишечника.
Слайд 23
Общие симптомы (мальабсорбация)
Мальабсорбцией называют недостаточное всасывание переваренных продуктов
углеводов. Включает:
осмотическая диарея, которую вызывают нерасщеплённые дисахариды или
не всосавшиеся моносахариды.
увеличение объёма кишечного содержимого;
усиление перистальтики;
спазмы и боли;
метеоризм.
Слайд 24
Нарушение переваривания углеводов в кишечнике
Нарушения переваривания могут быть связаны как с недостаточной активностью
отдельных дисахаридаз, так и с недостаточностью всего ферментативного комплекса, например сахаразо-изомальтазного.
Слайд 25
Наследственные формы
Симптомы врождённых форм проявляются достаточно
рано, например после первых кормлений грудным молоком (при дефиците
лактазы), после перехода на искусственное вскармливание или при добавлении в рацион сахара и крахмала (при дефиците осамилазы или специфических дисахаридаз). В случае недостаточного лечения врождённые формы патологии сопровождаются хроническим дисбактериозом и нарушениями физического развития ребёнка.
Слайд 26
Приобретённые формы
Приобретённые формы патологии могут наблюдаться
при кишечных заболеваниях, например гастритах, колитах, энтеритах. Следует заметить,
что в этих случаях особенно заметно снижение активности лактазы. Как уже говорилось, активность лактазы в кишечнике ниже, чем других дисахаридаз, поэтому уменьшение её активности становится заметным для организма в первую очередь.
Слайд 27
Возможно снижение экспрессии гена лактазы возрастного
характера. Активность лактазы у взрослых людей в норме ниже,
чем у детей. Поэтому снижение активности лактазы относительно уже имеющегося низкого уровня у отдельных людей может проявляться непереносимостью молока. Носителями патологии, связанной с дефицитом лактазы, являются чаще всего лица африканского и азиатского происхождения. Средняя частота данной формы патологии в странах Европы составляет 7-12%, в Китае - 80%, в отдельных районах Африки - до 97%. Подобные наблюдения распространения лактазной недостаточности связывают с исторически сложившимся рационом питания и отсутствием молочного скотоводства в упомянутых регионах.
Приобретённые формы
Слайд 28
Существуют редкие формы нарушения переваривания углеводов. Например, известна
наследственная недостаточность трегалазы, которая проявляется диспепсией после употребления грибов,
содержащих трегалозу.
В отдельных случаях мальабсорбция может быть вызвана несколькими причинами. Например, после операции на желудке возможны ухудшение смешивания пищи с пищеварительными соками, снижение их секреции, ускорение прохождения пищи через кишечник, колонизация бактериями слепой и приводящей петель.
Слайд 29
Нарушения переваривания дисахаридов
Наследственный дефицит лактазы:
Встречается относительно редко. После
приёма молока наблюдаются рвота, диарея, спазмы и боли в
животе, метеоризм. Симптомы развиваются сразу после рождения.
Недостаточность лактазы вследствие снижения экспрессии гена фермента в онтогенезе:
Характерна для взрослых и детей старшего возраста. Является следствием возрастного снижения количества лактазы. Симптомы непереносимости молока аналогичны наследственной форме дефицита лактозы.
Слайд 30
Недостаточность лактазы вторичного характера:
Это временная, приобретённая форма. Непереносимость
молока может быть следствием кишечных заболеваний, например, колитов, гастритов.
Кроме того, временный дефицит лактазы может быть следствием операций на ЖКТ.
Наследственная недостаточность сахаразо-изомальтазного комплекса:
Проявляется, когда в рацион детей добавляют сахарозу и крахмал. Больные дети обычно неохотно едят сладкое. После нагрузки сахарозой отмечается незначительная гипергликемия. Другие сахара (глюкоза, фруктоза, лактоза) переносятся хорошо.
Нарушения переваривания дисахаридов
Слайд 31
Приобретённая недостаточность сахаразо-изомальтазного комплекса:
Может возникать вследствие кишечных заболеваний.
Проявляется диспепсией, провоцируемой крупами, крахмалом, а также пивом и
другими напитками на основе солода.
Нарушения переваривания дисахаридов
Слайд 32
Нарушения всасывания моносахаридов
Нарушения всасывания могут быть следствием дефекта
какого-либо компонента (белка или фермента), участвующего в системе транспорта
моносахаридов через мембрану. Описаны патологии, связанные с дефектом натрийзависимого белка переносчика глюкозы.
Для диагностики различных нарушений переваривания используют пробы с нагрузкой определёнными углеводами.