Питание современного человека «бьется» в такт с активным ритмом жизни. Одни «глотают на ходу», так как нет времени остановиться в суетливом потоке и насладиться трапезой. Другие, заядлые спортсмены, воспринимают пищу только как источник роста мышечных объемов. Третьи – все и вся (проблемы, стрессы) заедают «вкусняшками». Не будем разбирать правильно ли это, а обратимся вот к какому вопросу. Кто хоть раз задумывался, что происходит с едой после того, как она попадает в желудок? Полагаем, что единицы. А ведь от того, как переваривается пища, зависит правильная работа ЖКТ и здоровья человека в целом. Попробуем разобраться с этими вопросами. А также узнаем, сколько времени переваривается пища, какая усваивается быстрее, какая медленнее (таблицы) и многое другое.
Немногие из вас знают, что процесс переваривания и усваивания продуктов питания прямо влияет на крепкое здоровье человека. Зная, как устроен наш организм, мы с легкостью можем откорректировать свой рацион и сделать его сбалансированным. От того, сколько времени переваривается пища, зависит работа всей системы пищеварения. Если органы ЖКТ функционируют правильно, то не нарушается обмен веществ, нет проблем с лишним весом и организм полностью здоров.
Как устроен обмен веществ?
Начнем с понятия «переваривание пищи». Это совокупность биохимических и механических процессов, вследствие которых еда измельчается и расщепляется на полезные организму питательные вещества (минералы, витамины, макро- и микроэлементы).
Из ротовой полости пища попадает в желудок, где под воздействием желудочного сока она становится жидкой. По времени этот процесс длится 1-6 часов (в зависимости от съеденного продукта). Далее трапеза двигается в 12-перстную кишку (начало тонкого кишечника). Здесь пища под воздействием ферментов распадается на необходимые питательные вещества. Белки превращаются в аминокислоты, жиры в жирные кислоты и моноглицериды, углеводы – в глюкозу. Всасываясь через стенки кишечника, полученные вещества попадают в кровь и разносятся по всему организму человека.
Переваривание и усвоение – это сложные процессы, которые длятся часами. Человеку важно знать и учитывать факторы, влияющие на скорость этих реакций.
Читайте также -
Сколько времени переваривается еда? От чего зависит длительность этого процесса?
- От способа обработки поступивших в желудок продуктов, наличия жира, специй и так далее.
- Сколько времени желудок переваривает пищу, зависит от ее температуры . Скорость усвоения холодного намного ниже горячего. Но и та и другая температура пищевого комка мешает нормальному пищеварению. Холодное попадает в нижние этажи ЖКТ раньше времени, захватывая с собой комки еще непереваренной пищи. Слишком горячее блюдо обжигает слизистую пищевода. Оптимальная температура для нашего желудка – теплая еда.
- От сочетаемости потребляемых продуктов питания. Например, мясо, рыба и яйцо – белковая закуска, которая переваривается разное время. Если съесть их за один прием, то желудок окажется в недоумении, не зная какой белок переваривать первым. Яйцо переваривается быстрее и вместе с ним в тонкий кишечник может проскочить недопереваренный кусок мяса. Это может привести к процессам брожения и даже гниения.
По скорости усвоения и сочетаемости выделяют три основные категории пищи :
Как и где перевариваются углеводы?
Расщепление углеводов осуществляется под действием такого фермента, как амилаза. Последняя содержится в слюнных и поджелудочных железах. Поэтому углеводная пища начинает перевариваться еще в ротовой полости. В желудке она не переваривается. Желудочный сок имеет кислую среду, которая тормозит действие амилазы, нуждающейся в щелочной рН. Где же все-таки перерабатываются углеводы – в 12-перстной кишке. Здесь они окончательно перевариваются. Под действием фермента поджелудочной железы гликоген превращается в питательные вещества дисахариды. В тонком кишечнике они преобразуются в глюкозу, галактозу или фруктозу.
Углеводы бывают 2-х видов – простые (быстрые) и сложные (медленные). Сколько времени они перевариваются, зависит от их типа. Сложные вещества перевариваются медленнее и с такой же скоростью усваиваются. Сколько по времени они находятся в пищеварительном тракте, смотрите таблицы выше.
Как долго перевариваются быстрые (простые) углеводы (таблица) ? Кстати, эта группа питательных веществ способствует практически моментальному повышению уровня сахара в крови.
Читайте также -
Как и где перевариваются жиры?
Нелюбовь к жирам – традиционна и поддерживается многими диетологами. С чем это связано? – С их высокой калорийностью. На 1 грамм приходится целых 9 ккал. Тем не менее, жиры в рационе человека – важны. Они являются ценнейшим источником энергии организма. От их наличия в рационе зависит усвоение витаминов A, D, E и других. Кроме того, пища богатая полезными жирами благоприятно влияет на весь пищеварительный процесс. К таким продуктам относится мясо и рыба, оливковое масло, орехи. Но есть и вредные жиры – жареные блюда, фастфуд, кондитерские изделия.
Как же и где перевариваются жиры в организме человека? – Во рту такая пища не подвергается никаким изменениям, так как в слюне нет ферментов, способных расщеплять жиры. В желудке также нет нужных условий для переваривания этих веществ. Остаются – верхние отделы тонкого кишечника, то есть 12-перстная кишка.
-->Как и где перевариваются белки?
Белки – еще один важный элемент питания каждого человека. Их рекомендуется употреблять на завтрак и обед вместе с пищей, богатой клетчаткой.
Сколько по времени перевариваются белки, зависит от следующих факторов :
- Происхождение белков – животные и растительные (смотрите таблице выше).
- Состав . Известно, что протеины имеют определенный набор аминокислот. Недостаток одной может препятствовать правильному усвоению других.
Белки начинают перевариваться в желудке. В желудочном соке присутствует пепсин, способный справиться с этой сложной задачей. Далее расщепление продолжается в 12-перстной кишке и заканчивается в тонком кишечнике. В ряде случаев конечным пунктом переваривания является толстая кишка.
Вместо заключения
Теперь мы знаем, сколько времени переваривается пища в организме человека.
Что еще важно знать :
- Если выпить стакан воды на голодный желудок, то жидкость попадает сразу в кишечник.
- Нельзя пить напитки после еды. Жидкость разбавляет желудочный сок, что мешает ей перевариваться. Так вместе с водой в кишечник могут попасть непереваренные продукты. Последнее вызывает процессы брожения и даже гниения.
- Чтобы увеличить скорость усвоения пищи, ее следует тщательнее пережевывать в ротовой полости.
- Вечером рекомендуется потреблять продукты 1-ой и 2-ой группы (смотрите таблицу выше).
- Лучше не есть за один прием пищу с разным временем переваривания в желудке.
- Продукты четвертой категории должны присутствовать в минимальном объеме в рационе.
- Чтобы семена и орехи быстрее усвоились, их рекомендуется растолочь и замочить на ночь в воде.
Перед отправкой в холодильник продукты питания, судочки, тарелки, банки с остатками напитков следует накрыть, чтобы они сохранили свою свежесть. С решением этой проблемы отлично справляются эластичные силиконовые крышки. Они изготовлены из специального пищевого силикона. Крышки герметичны, воздухонепронецаемы, поэтому продукты всегда остаются свежими. Приобрести по выгодной цене можно
Углеводы, наряду с белками и липидами, являются важнейшими компонентами клеток живых организмов. В них они выполняют весьма разнообразные и важные функции: энергетическую (служат источником макроэргических соединений и тепла), защитную (полисахариды входят в состав клеточных мембран, антител), структурную (участвуют в образовании тканевых, клеточных и субклеточных структур), используются для биосинтеза нуклеиновых кислот (рибоза и дезоксирибоза), липидов, белков и многих других биологически важных соединений.
Источником углеводов организма служат углеводы пищи, основным из которых является крахмал. Крахмал (полисахарид) - это основная форма депонирования углеводов растениями, образуется в них в результате фотосинтеза. Гликоген – форма депонирования углеводов в тканях животных. Лактоза (дисахарид) содержится в молоке, это основной углевод в питании грудных детей. В меде и фруктах содержатся моносахариды глюкоза и фруктоза. Норма углеводов в питании составляет 400-500 г.
Гликопротеины состоят из апопротеина и углеводной части, которая редко превышает 30% (глюкоза, манноза, галактоза, фукоза, их аминопроизводные, нейраминовая и сиаловая кислоты). К гликопротеинам относят большую часть белков, секретируемых клеткой, а также белков плазмы крови (церулоплазмин, гаптоглобин, трансферрин, белки свертывания крови, иммуноглобулины и т. д). К классу гликопротеинов относят почти все белки внешней мембраны клетки. Они обеспечивают «узнавание» клеток, специфичность их контактов и адгезивные свойства. Протеогликаны. В этом семействе сложных белков на долю полисахаридов, представленных гликозаминогликанами (мукополисахаридами), приходится более 95% от всей массы молекулы. Протеогликаны присутствуют в межклеточном веществе тканей и служат «цементом», который скрепляет все клетки в единое целое - орган. Много их содержится в составе хрящей и сухожилий, в составе синовиальной жидкости, где они выполняют функцию смазки трущихся поверхностей суставов. К протеогликанам относится также гепарин (антикоагулянт).
Гидролиз (переваривание) крахмала и гликогена начинается в ротовой полости под влиянием амилазы слюны. Известны α,β,γ - формы амилазы слюны. Первая (α-амилаза) гидролизует внутренние связи в молекуле полисахаридов, образуя олигосахара. Вторая (β -амилаза), отщепляет с конца полисахарндной цепи молекулы мальтозы; γ -амилаза отщепляет от полисахарида молекулы глюкозы. Оптимум рН действия всех названных амилаз лежит в пределах 6,8-7,0. В желудке, где сильно кислая реакция среды (рН 1,5-2,5), названные ферменты неактивны, и углеводы в нем не перевариваются. Лишь внутри пищевого комка амилаза слюны продолжает действовать. В 12-перстной кишке углеводы начинают интенсивно расщепляться, т. к. в этом отрезке кишечника значение рН среды нейтральное или даже слабо щелочное, и сюда дополнительно поступает α-амилаза поджелудочной железы. Гликозидные связи, находящиеся в точках ветвления гликогена и амилопектина (1-6 связи) гидролизуются; амило-1,6-глюкозидазой и олиго-1,6-глюкозидазой.
Если от гликогена в желудочно-кишечном тракте отщепляется мальтоза, то она под влиянием мальтазы расщепляется на 2 молекулы глюкозы .
Лактоза молока расщепляется под влиянием лактазы на глюкозу и галактозу .
Если с пищей попадает сахароза, то она под влиянием сахаразы расщепляется на молекулы фруктозы и глюкозы.
В конечном итоге все поступившие с пищей поли-, олиго- и дисахара гидролизуются (перевариваются) до моносахаров- преимущественно до глюкозы, фруктозы и галактозы. Далее все они при активном участии АТФ, ионов натрия, ферментов и других молекул переносятся из просвета кишечника в клетки слизистой оболочки (облегченная диффузия, симпорт).
Углеводы, которые не перевариваются в ЖКТ: клетчатка, пектины, лигнины. В ЖКТ нет ферментов, гидролизующих β-1-4-гликозидную связь. Биологическая роль клетчатки (целлюлозы): среда бактериальной флоры, стимулирует перистальтику кишечника, является основой фекалиев и адсорбентом различных токсинов.
Судьба всосавшихся моносахаров различна. Полагают, что более 90% их попадает в печень и там превращается в гликоген. В состав гликогена может включаться только глюкоза, а фруктоза и галактоза-нет. В связи с этим, последние в цитоплазме клеток кишечника изомеризуются и превращаются в глюкозу.
Пути, по которым начнутся дальнейшие превращения этих молекул, многочисленны: это аэробное и анаэробное окисление, использование их для биосинтеза заменимых аминокислот, гликозамигликанов, рибозы и дезоксирибозы, высших жирных кислот, гликогена; а также многих других важных для организма веществ.
Гликоген - основной резервный полисахарид в клетках животных. Остатки глюкозы соединены в линейных участках α-1-4-гликозидными связями, в местах разветвления α-1-6- гликозидными связями. Гликоген депонируется главным образом в печени и скелетных мышцах. Гликоген синтезируется в период пищеварения (1-2 часа после приема углеводной пищи). Синтез гликогена идет с затратой энергии, сопряженной с расходованием АТФ и УТФ. Синтез гликогена стимулирует гормон инсулин.
Мобилизация гликогена происходит в период между приемами пищи, во время физической нагрузки и при стрессе. Этот процесс происходит в результате каскадного механизма активации фермента фосфорилазы b под действием гормона адреналина и глюкагона. Гликоген печени освобождает глюкозу в кровь, т.к., в отличие от мышц, в печени функционирует фермент глюкозо-6-фосфатаза. Глюкозо-6-фосфат мышц используется для получения энергии.
Биосинтез гликогена происходит после приема пищи, в условиях повышенной концентрации глюкозы в крови с целью ее депонирования. Особой интенсивностью этого процесса отличаются печень и мышцы. Регуляторным ферментом является гликогенсинтетаза, активность которой повышается под действием инсулина.
Взаимопревращения сахаров - это процесс трансформации фруктозы и галактозы в глюкозу или ее производные. Существует несколько вариантов преобразования фруктозы и галактозы в глюкозу в зависимости от типа ткани и возраста.
Пути метаболизма и использования глюкозы в организме у человека многочисленны. Направления, по которым будет катаболизироваться глюкоза, зависят от вида клеток (анаэробы, аэробы или факультативные клетки), условий их существования в окружающей среде, а также от потребностей органов и тканей в различных соединениях, способных синтезироваться из углеводов.
У человека глюкоза катаболизируется преимущественно в аэробных условиях, т. е. при наличии в клетке кислорода. Путь окисления углеводов в аэробных условиях более выгоден с энергетической точки зрения, так как каждый моль глюкозы при этом обеспечивает образование приблизительно 686 ккалорий. При катаболизме того же количества глюкозы по анаэробному пути освобождается всего 47 ккалорий. Однако, анаэробный путь превращения глюкозы крайне важен для организма человека. При недостатке кислорода большинство органов и тканей функционирует некоторое время лишь благодаря усилению скорости анаэробного гликолиза. Некоторые ткани находятся в наибольшей зависимости от катаболизма глюкозы, как источника энергии (например, клетки мозга). Недостаточное снабжение мозга глюкозой или гипоксия проявляются головокружением, судорогами, потерей сознания.
Обмен и функции углеводов.
В организме человека имеется несколько десятков разных моносахаридов и очень много разных олиго – и полисахаридов. Функции углеводов в организме заключаются в следующем:
1) Углеводы служат источником энергии: за счет их окисления удовлетворяется примерно половина всей потребности человека в энергии. В энергетическом обмене главная роль принадлежит глюкозе и гликогену.
2) Углеводы входят в состав структурно – функциональных компонентов клеток. К ним относятся пентозы нуклеотидов и нуклеиновых кислот, углеводы гликолипидов и гликопротеинов, гетерополисахариды межклеточного вещества.
3) Из углеводов в организме могут синтезироваться соединения других классов, в частности липиды и некоторые аминокислоты.
Таким образом, углеводы выполняют многообразные функции, и каждая из них жизненно важна для организма. Но если говорить о количественной стороне, то первое место принадлежит использованию углеводов в качестве источника энергии.
Наиболее распространенный углевод животных – глюкоза. Она играет роль связующего звена между энергетическими и пластическими функциями углеводов, поскольку из глюкозы могут образоваться все другие моносахариды, и наоборот – разные моносахариды могут превращаться в глюкозу.
Источником углеводов организма служат углеводы пищи – главным образом крахмал, а также сахароза и лактоза. Кроме того, глюкоза может образовываться в организме из аминокислот, а также из глицерина, входящего в состав жиров.
Переваривание углеводов
Углеводы пищи в пищеварительном тракте распадаются на мономеры при действии гликозидаз – ферментов, катализирующих гидролиз гликозидных связей.
Переваривание крахмала начинается уже в ротовой полости: в слюне содержится фермент амилаза (α-1,4-гликозидаза), расщепляющий α-1,4-гликозидные связи. Поскольку пища в ротовой полости находится недолго, то крахмал здесь переваривается лишь частично. Основным местом переваривания крахмала служит тонкий кишечник, куда поступает амилаза в составе сока поджелудочной железы. Амилаза не гидролизует гликозидную связь в дисахаридах.
Мальтоза, лактоза и сахароза гидролизуются специфическими гликозидазами - мальтазой, лактазой и сахаразой соответственно. Эти ферменты синтезируются в клетках кишечника. Продукты переваривания углеводов (глюкоза, галактоза, фруктоза) поступают в кровь.
Рис.1 Переваривание углеводов
Сохранение постоянства концентрации глюкозы в крови является результатом одновременного протекания двух процессов: поступления глюкозы в кровь из печени и потребления ее из крови тканями, где она и используется на энергетический материал.
Рассмотрим синтез гликогена .
Гликоген – сложный углевод животного происхождения, полимер, мономером которого являются остатки α-глюкозы, которые связаны между собой через 1-4, 1-6 гликозидными связями, но имеют более ветвистое строение, чем крахмал (до 3000 остатков глюкозы). Молекулярный вес гликогена очень велик – ОН лежит в пределах от 1 до 15 миллионов. Очищенный гликоген – белый порошок. Он хорошо растворяется в воде, может быть осажден из раствора спиртом. С «I» дает бурую окраску. В печени находится в виде гранул в комплексе с белками клеток. Количество гликогена в печени может достигнуть 50-70 г – это общий резерв гликогена; составляет от 2 до 8 % массы печени. Гликоген также содержится в мышцах, где он образует локальный резерв , в незначительном количестве он содержится в других органах и тканях, включая жировую ткань. Гликоген в печени представляет собой мобильный резерв углеводов, голодание в течение 24 часов полностью его истощает. По данным Уайта и соавторов, скелетная мышца содержит примерно 2/3 всего гликогена тела (в связи с большой массой мышц большая часть гликогена находится в них) – до 120 г (для мужчины весом 70 кг), но в скелетных мышцах его содержание от 0,5 до 1 % от массы. В отличие от гликогена печени мышечный гликоген не истощается так легко при голодании даже в течение длительного времени. Механизм синтеза гликогена в печени из глюкозы в настоящее время выяснен. В печеночных клетках глюкоза подвергается фосфорилированию при участии фермента гексокиназы с образованием глюкозы-6-Ф.
Рис.2 Схема синтеза гликогена
1. Глюкоза + АТФ гексоки наза Глюкоза-6-Ф + АДФ
2. Глюкоза-6-Ф фосфоглюкомутаза Глюкоза-1-Ф
(вовлекается в синтез)
3. Глюкоза-1-Ф + УТФ глюкозо-1-Ф уридил трансфераза УДФ-1-глюкоза + Н 4 Р 2 О 7
4. УДФ-1-глюкоза + гликоген гликогенсинтаза Гликоген + УДФ
(затравка)
Образовавшийся УДФ может вновь фосфорилироваться за счет АТФ и весь цикл превращений глюкозы-1-Ф повторяется снова.
Активность фермента гликогенсинтазы регулируется путем ковалентной модификации. Этот фермент может находиться в двух формах: гликогенсинтазы I (independent – независимая от глюкозы-6-Ф) и гликогенсинтазы D (dependent – зависимая от глюкозы-6-Ф).
Протеинкиназа фосфорилирует при участии АТФ (не фосфорилирует форму I-фермента, переводя ее в фосфорилированную форму D-фермента, у которого фосфорилированы гидроксильные группы серина).
АТФ + ГС – ОН протеинкиназа АДФ + ГС – О – Р – ОН
Гликогенсинтаза I Гликогенсинтаза D
I-форма гликогенсинтазы более активна, чем D-форма, однако, D-форма является аллостерическим ферментов, активируемым специфическим оферентом – глюкоза-6-Ф . В покоящейся мышце фермент находится в I-форме не фосфорилир. активной форме , в сокращающей мышце фермент фосфорилирован D-формой и почти неактивен. В присутствии достаточно высокой концентрации глюкозо-6-фосфата D-форма проявляет полную активность. Следовательно , фосфорилирование и дефосфорилирование гликоген синтазы играет ключевую роль в тонкой регуляции синтеза гликогена.
Регуляция синтеза гликогена :
В регуляции сахара в крови большую роль играет ряд эндокринных желез, в частности поджелудочная железа.
Инсулин образуется в В-клетках островков Лангерганса поджелудочной железы в виде проинсулина . При превращении в инсулин полипептидная цепь проинсулина расщепляется в двух точках, вычленяется средний неактивный фрагмент из 22 аминокислотных остатков.
Инсулин снижает содержание сахара в крови, задерживает распад гликогена в печени и способствует отложению гликогена в мышцах.
Гормон глюкагон действует в противоположность инсулину как гиперглинемический.
Надпочечники также принимают участие в регуляции содержания сахара в крови. Импульсы со стороны ЦНС вызывают добавочное выделение адреналина, образующегося в мозговом веществе надпочечников. Адреналин повышает активность фермента фосфогилазы , который стимулирует расщепление гликогена. В результате содержание сахара в крови повышается. Наступает так называемый гипергликелин (эмоциональное возбуждение перед стартом, перед экзаменом).
Кортикостероиды в отличие от адреналина стимулируют образование глюкозы из безазотистых остатков аминокислот.
Гликогенолиз
Благодаря способности к отложению гликогена в основном в печени и мышцах, и в меньшей степени в других органах и тканях создаются условия для накопления в норме резервов углеводов. При повышении энергозатрат происходит усиление распада гликогена до глюкозы.
Мобилизация гликогена может протекать двумя путями: 1-й – фосфоролитическим и 2-ой – гидролитическим .
Фосфоролиз играет ключевую роль в мобилизации гликогена, переводя его из запасной в метаболически активную форму в присутствии фермента фосфорилазы.
Рис.3 Гормональная регуляция фосфоролитического отщепления остатка глюкозы от гликогена.
Процесс распада гликогена начинается с действия гормонов адреналина и глюкагона, которые неактивную аденилатциклазу переводят в активную. Она в свою очередь способствует образованию из АТФ – цАМФ. Под действием активной протеинкиназы и киназы фосфорилазы «в» происходит превращение неактивной фосфорилазы «в» в активную «а».
Фермент фосфорилаза существует в двух формах: фосфорилазы «в» - неактивная (димер), фосфорилазы «а» - активная (тетрамер). Каждая из субъединиц содержит остаток фосфосерина, который имеет важное значение для каталитической активности и молекулу кофермента пиридоксальфосфата, связанную ковалентной связью с остатком лизина.
2 м. фосфорилазы «в» + 4 АТФ Mg ++ 1м. фосфорилазы «а» + 4 АДФ
Киназа фосфорилазы активная действует на гликоген в присутствии Н 3 РО 4 , что приводит к образованию глюкозо-1-фосфата. Образовавшийся глюкозо-1-фосфат под действием фосфоглюкомутазы превращается в глюкозо-6-фосфат. Образование свободной глюкозы происходит под действием глюкозо-6-фосфатазы.
Глюконеогенез
Синтез гликогена может осуществляться и из неуглеводных субстратов, этот процесс получил название глюконеогенеза . Субстратом в глюконеогенезе может выступить лактат (молочная кислота), образовавшаяся при анаэробном окислении глюкозы
(гликолизе). За счет простого обращения реакций гликолиза этот процесс протекать не может из-за нарушения констант равновесия, катализируемых рядом ферментов .
Рис.4 Гликолиз и глюконеогенез
Обращение этих реакций достигается в результате следующих процессов:
Основной путь превращения ПВК в оксалоацетат локализован в митохондриях . После прохождения через мембрану митохондрий
ПВК карбоксилируется до оксалоацетата и выходит из митохондрий в форме малата (этот путь в количественном отношении более важен) и вновь в цитоплазме превращается в оксалоацетат . Образовавшийся оксалоацетат в цитоплазме происходит его превращение до глюкозы-6-Ф. Дефосфорилирование ее осуществляется глюкозо-6-фосфатазой в эндоплазматической ретикулуме, до глюкозы .
Гликолиз
Гликолиз – сложный ферментативный процесс превращения глюкозы, протекающий при недостаточном потреблении О 2 . Конечным продуктом гликолиза является молочная кислота.
Рис.4 Гликолиз и глюконеогенез
Суммарное уравнение гликолиза можно представить следующим образом:
С 6 Н 12 О 6 + 2АДФ + 2Ф Н 2CН 3 СН(ОН)СООН + 2АТФ + 2Н 2 О
Биологическое значение гликолиза :
I. Обратимость гликолиза – из молочной кислоты вследствие глюконеогенеза может образоваться глюкоза.
II. Образование фосфорилированных соединений – гексоз и триоз, которые легче превращаются в организме.
III. Процесс гликолиза очень важен в условиях высокогорья, при кратковременной физической нагрузке, а так же при заболеваниях, сопровождающихся гипоксией.
Главное условие усвоения углеводов в организме - их растворимость. Этим качеством обладают моносахариды. Поэтому процесс переваривания углеводов в ЖКТ сводится к расщеплению высокомолекулярных углеводов до моносахаридов.
1. Полость рта. Под действием фермента амилазы полисахариды частично расщепляются до декстринов.
2. Желудок. Переваривание углеводов не происходит из-за кислой среды в желудке.
3. Тонкий кишечник. Много ферментов, среда слабощелочная pH 7,8-8,2 обеспечивает оптимальную активность ферментов. Здесь происходит полное переваривание углеводов. Под действием амилазы крахмал расщепляется до декстринов, а затем до мальтозы. Ферментами дисахаризадами дисахариды расщепляются до моносахаридов. Сахароза: на глюкозу и фруктозу. Мальтоза: на две молекулы глюкозы. Лактоза: на глюкозу и галактозу. Моносахариды всасываются через стенку тонкого кишечника в кровь. Из углеводов только клетчатка не гидролизуется из за отсутствия ферментов, а поступает в толстый кишечник.
4. Толстый кишечник. Клетчатка под действием фермента бета-глюкозидазы, выделяемой микробами, распадается. Часть ее используется для жизнедеятельности самих микроорганизмов, другая часть участвует в образовании кала и выводится из организма. Биологическое значение клетчатки: создает объем пищи, усиливает перистальтику кишечника, очищает ворсинки тонкого кишечника.
5. Печень. В печень моносахариды поступают по воротной вене. В печени галактоза и фруктоза и другие моносахариды преобразуются в глюкозу. В крови находится только глюкоза. В печени происходит: синтез гликогена и его отложение, при необходимости распад гликогена до глюкозы; образование глюкозы из неуглеводных компонентов (молочной кислоты, глицерина и некоторых аминокислот). Этот процесс называется глюконеогенезом. Оставшаяся глюкоза поступает в большой круг кровообращения и доставляется к тканям и органам. Поступление глюкозы происходит при участии гормона инсулина (кроме клеток мозга). На поверхности всех клеток (кроме клеток мозга) имеются белки рецепторы для взаимодействия с инсулином. К клеткам мозга глюкоза поступает путем простой диффузии. Внутриклеточно в митохондриях происходит расщепление глюкозы до углекислого газа и воды с накоплением энергии в виде молекул АТФ. У здорового человека в норме в крови содержится 3,33-5,55 ммоль/л глюкозы. В моче глюкоза отсутствует, как при ее образовании глюкоза реабсорбируется.
Потребности клеток в глюкозе различаются. Миоциты максимально используют глюкозу во время физической работы, а во время сна, их потребность минимальна. Большинство клеток способно запасать глюкозу в ограниченных количествах, кроме трех типов клеток, служащих депо глюкозы: гепатоциты, миоциты и адипоциты. Они захватывают глюкозу из крови при высоком ее содержании. В случае снижения уровня глюкозы в крови, она высвобождается из депо. Клети печени и миоциты запасают глюкозу в виде гликогена. Процесс его синтеза называется гликогенезом. Обратный процесс называется гликогенолизом. Адипоциты запасают глюкозу в виде глицерина, включенного в состав триглецеридов. Они распадаются только после исчерпания запасов гликогена. Головной мозг не способен депонировать глюкозу, поэтому зависит от ее поступления в кровь (минимальный уровень 3ммоль/л).
Углеводы пищи, нормы и принципы нормирования их суточной пищевой потребности. Биологическая роль.
В пище человека в основном содержатся полисахариды - крахмал, целлюлоза растений, в меньшем количестве - гликоген животных. Источником сахарозы служат растения, особенно сахарная свёкла, сахарный тростник.Лактоза поступает с молоком млекопитающих (в коровьем молоке до 5% лактозы, в женском молоке - до 8%). Фрукты, мёд, соки содержат небольшое количество глюкозы и фруктозы. Мальтоза есть в солоде, пиве.
Углеводы пищи являются для организма человека в основном источником моносахаридов, преимущественно глюкозы. Некоторые полисахариды: целлюлоза, пектиновые вещества, декстраны, у человека практически не перевариваются, в ЖКТ они выполняют функцию сорбента (выводят холестерин, желчные кислоты, токсины и д.р.), необходимы для стимуляции перистальтики кишечника и формирования нормальной микрофлоры.
Углеводы - обязательный компонент пищи, они составляют 75% массы пищевого рациона и дают более 50% необходимых калорий. У взрослого человека суточная потребность в углеводах 400г/сут, в целлюлозе и пектине до 10-15 г/сут. Рекомендуется употреблять в пищу больше сложных полисахаридов и меньше моносахаров.
Переваривание углеводов
Переваривание это процесс гидролиза веществ до их ассимилируемых форм. Переваривание бывает: 1) Внутриклеточное (в лизосомах); 2) Внеклеточное (в ЖКТ): а) полостное (дистантное); б) пристеночное (контактное).
Переваривание углеводов в ротовой полости (полостное)
В ротовой полости пища измельчается при пережёвывании и смачивается слюной. Слюна состоит на 99% из воды и обычно имеет рН 6,8. В слюне присутствует эндогликозидаза α -амилаза (α-1,4-гликозидаза),
расщепляющая в крахмале внутренние α-1,4-гликозидные связи с образованием крупных фрагментов - декстринов и небольшого количества мальтозы и изомальтозы.
Переваривание углеводов в желудке (полостное)
Действие амилазы слюны прекращается в кислой среде (рН <4) содержимого желудка, однако, внутри пищевого комка активность амилазы может некоторое время сохраняться. Желудочный сок не содержит ферментов, расщепляющих углеводы, в нем возможен лишь незначительный кислотный гидролиз гликозидных связей.
Переваривание углеводов в тонком кишечнике (полостное и пристеночное)
В двенадцатиперстной кишке кислое содержимое желудка нейтрализуется соком поджелудочной железы (рН 7,5-8,0 за счет бикарбонатов). С соком поджелудочной железы в кишечник поступает панкреатическая α -амилаза
. Эта эндогликозидаза гидролизует внутренние α-1,4-гликозидные связи в крахмале и декстринах с образованием мальтозы (2 остатка глюкозы, связанные α-1,4-гликозидной связью), изомальтозы (2 остатка глюкозы, связанные α-1,6-гликозидной связью) и олигосахаридов, содержащих 3-8 остатков глюкозы, связанных α-1,4- и α-1,6-гликозидными связями.
Переваривание мальтозы, изомальтозы и олигосахаридов происходит под действием специфических ферментов - экзогликозидаз, образующих ферментативные комплексы. Эти комплексы находятся на поверхности эпителиальных клеток тонкого кишечника и осуществляют пристеночное пищеварение.
Сахаразо-изомальтазный комплекс состоит из 2 пептидов, имеет доменное строение. Из первого пептида образован цитоплазматический, трансмембранный (фиксирует комплекс на мембране энтероцитов) и связывающий домены и изомальтазная субъединица. Из второго - сахаразная субъединица. Сахаразная субъединица гидролизует α-1,2-гликозидные связи в сахарозе, изомальтазная субъединица - α-1,6-гликозидные связи в изомальтозе, α-1,4-гликозидные связи в мальтозе и мальтотриозе. Комплекса много в тощей кишке, меньше в проксимальнойи дистальной частях кишечника.
Гликоамилазный комплекс , содержит две каталитические субъединицы, имеющие небольшие различия в субстратной специфичности. Гидролизует α-1,4-гликозидные связи в олигосахаридах (с восстанавливающего конца) и в мальтозе. Наибольшая активность в нижних отделах тонкого кишечника.
β-Гликозидазный комплекс (лактаза) гликопротеин, гидролизует β-1,4-гликозидные связи в лактозе. Активность лактазы зависит от возраста. У плода она особенно повышена в поздние сроки беременности и сохраняется на высоком уровне до 5-7-летнего возраста. Затем активность лактазы снижается, составляя у взрослых 10% от уровня активности, характерного для детей.
Трегалаза - гликозидазный комплекс, гидролизует α-1,1-гликозидные связи между глюкозами в трегалозе - дисахариде грибов.
Переваривание углеводов заканчивается образованием моносахаридов – в основном глюкозы, меньше образуется фруктозы и галактозы, еще меньше – маннозы, ксилозы и арабинозы.
Всасывание углеводов
Моносахариды всасываются эпителиальными клетками тощей и подвздошной кишок. Транспорт моносахаридов в клетки слизистой оболочки кишечника может осуществляться путём диффузии (рибоза, ксилоза, арабиноза), облегчённой диффузии с помощью белков переносчиков (фруктоза, галактоза, глюкоза), и путем вторично-активного транспорта (галактоза, глюкоза). Вторично-активный транспорт галактозы и глюкозы из просвета кишечника в энтероцит осуществляется симпортом с Na + . Через белок-переносчик Na + двигается по градиенту своей концентрации и переносит с собой углеводы против их градиента концентраций. Градиент концентрации Na + создаётся Nа + /К + -АТФ-азой.
При низкой концентрации глюкозы в просвете кишечника она транспортируется в энтероцит только активным транспортом, при высокой концентрации - активным транспортом и облегчённой диффузией. Скорость всасывания: галактоза > глюкоза > фруктоза >другие моносахариды. Моносахариды выходят из энтероцитов в направлении кровеносного капилляра с помощью облегченной диффузии - через белки-переносчики.
Loading...