Portál:Otázky z biochemie (1. LF UK, VL, ÚLB)/Biochemické pochody při trávení sacharidů, lipidů a bílkovin
Trávení sacharidů
Sacharidy jsou potravou přijímány hlavně jako polysacharidy, disacharidy a monosacharidy.
Hlavním polysacharidem je rostlinný škrob, složený z amylopektinu a amylózy. Molekuly glukózy jsou v něm uspořádány v rovných či mírně rozvětvených řetězcích a jsou vázány 1,4 α-glykosidovými vazbami. Polysacharid živočišného původu je glykogen, který je tvořen molekulami glukózy s rozvětvenými řetězci spojené 1,6 α-glykosidovými vazbami. Mezi disacharidy patří sacharóza (řepný cukr) a laktóza (mléčný cukr). Mezi monosacharidy zařazujeme glukózu a fruktózu.
Celulóza, hemicelulóza a pektin patří mezi nestravitelné rostlinné polysacharidy, nemají tedy pro člověka nutriční význam, ale jsou součástí vlákniny v potravě. Vláknina je pro člověka nestravitelná, je však stravitelná bakteriemi tlustého střeva, snižuje také cholesterol a má význam v prevenci rakoviny tlustého střeva. Má význam v regulaci střevních funkcí.
Trávení škrobu začíná v ústech působením enzymu slinných žláz – ptyalinu. Jeho aktivita je utlumena v kyselém žaludečním obsahu a poté pokračuje v duodenu účinkem pankreatické α-amylázy. Zásaditá pankreatická šťáva neutralizuje kyselý chymus přicházející do duodena ze žaludku a umožní tak činnost pankreatické amyláze, která dokončí štěpení škrobu a glykogenu na jednodušší sacharidy (maltóza, maltotrióza a oligosacharidy, především α-dextrin).[1] Vlastní resorpce sacharidů probíhá pouze na úrovni monosacharidů, enzymy kartáčového lemu membrány enterocytů musí dokončit štěpení vzniklých oligosacharidů.
Vstřebávání sacharidů
Konečnými produkty trávení jsou jednoduché cukry − glukóza, galaktóza a fruktóza. Vzniklé monosacharidy jsou následně transportovány do enterocytů. Glukóza a galaktóza využívají sekundárně aktivního transportu s ionty Na+ pomocí přenašeče SGLT-1 a 2, fruktóza přechází do enterocytu facilitovanou difuzí pomocí přenašeče GLUT-5.[1]
Glukóza přechází z enterocytu facilitovanou difuzí pomocí přenašeče GLUT-2 dále do žil sbírajících se do veny portae, fruktóza je z větší části přes fruktóza-6-fosfát a glukóza-6-fosfát přeměněna na glukózu, menší část vstupuje do krve také pomocí přenašeče GLUT-2.[1]
Trávení lipidů
Tuky jsou potravou přijímány ve formě triacylglycerolů (až 90 %), fosfolipidů a esterů cholesterolu. Lipidy jsou špatně rozpustné ve vodě, takže jsou triacylglyceroly štěpeny lipázami, které jsou produkovány Ebnerovými žlázami kořene jazyka, žaludečními žlázami a acinárními buňkami pankreatu.
Proces trávení lipidů
Přibližně 10−30 % triacylglycerolů je tráveno již v žaludku, kde kyselé pH představuje optimální podmínky pro činnost jazykové a žaludeční lipázy. Zbytek je štěpen pankreatickou lipázou v pH neutrálním prostředí duodena a jejuna. Pro optimální činnost lipáz je nezbytná emulgace tuků, která nabízí enzymům vetší povrch pro štěpení. V žaludku jsou tuky emulgovány mechanicky motilitou aborální části žaludku, v tenkém střevě funkcí emulgátoru solí žlučových kyselin a lecitinu. Lipolytický účinek pankreatické lipázy je podmíněn přítomností kolipázy, která se jako enzym pankreatické šťávy navazuje na kapičky tuku. Výsledkem trávení triacylglycerolů jsou volné mastné kyseliny, mono- a diacylglyceroly. Vzniklé produkty trávení jsou přeměněny za spoluúčasti solí žlučových kyselin na micely, které jsou nezbytnou podmínkou pro normální vstřebávání tuků.
Vstřebávání lipidů
Micely putují mezi mikroklky a jejich obsah se rozptýlí v pomalu se pohybující tekutině. Složky lipidů zde dosahují vysokých koncentrací a díky svým hydrofobním vlastnostem difundují přes luminální membránu enterocytů. Shromažďují se ve vezikulech hladkého endoplazmatického retikula, kde se z nich znovu vytvoří molekuly lipidů. Jejich povrch pokrývají fosfolipidy a β-lipoprotein vytvořený v ribozomech enterocytů. Takto vznikají chylomikrony (tukové kapénky), které opouštějí buňku exocytózou do bazolaterálního prostoru. Jelikož jsou chylomikrony příliš velké, neprošly by bazální membránou do krevních kapilár, a tak vstupují do lymfatických kapilár a s lymfou se dostávají do krve. Většina tuků se vstřebává v duodenu a jejunu. Zbývající žlučové kyseliny se vstřebávají v terminálním ileu, odtud difundují nebo jsou přenášeny aktivním transportem přes luminální membránu a nakonec přestupují přes bazolaterální membránu do krve. Portálním oběhem se dostávají do jater, kde jsou s nově vytvořenými žlučovými kyselinami vyloučeny do žluče.
Trávení bílkovin
Trávení proteinů začíná v žaludku působením endopeptidázy pepsinu. Pepsin je secernován hlavními buňkami fundu a těla žaludku ve formě neaktivních proenzymů. Prekurzorem je pepsinogen, který je pomocí kyseliny chlorovodíkové přeměněn na pepsin. Kyselé žaludeční prostředí v rozmezí pH 1,8–4 vytváří optimální prostředí pro jeho činnost, která ustává v tenkém střevě, jakmile se žaludeční obsah smísí s alkalickou pankreatickou šťávou. V pankreatické šťávě se do duodena dostávají další proteolytické enzymy, které jsou zodpovědné za rozklad polypeptidů vzniklých trávením v žaludku. Jedná se o endopeptidázy (trypsin, chymotrypsin a elastáza), které štěpí vnitřní peptidové vazby, a karboxypeptidázy (prokarboxypeptidázy A,B a neaktivní formy enzymů), které odštěpují jednotlivé aminokyseliny na karboxylovém konci peptidového řetězce. Štěpení na závěrečné produkty (aminokyseliny) probíhá buď ve střevním lumen, v kartáčovém lemu enterocytů, nebo až v cytoplazmě slizničních buněk.
Vstřebávání proteinů
Trávením uvolněné aminokyseliny mají specializované transportní systémy na luminální i bazolaterální straně membrány, odkud jsou přenášeny do intersticia a poté do krevního oběhu. Na luminální straně probíhá resorpce pomocí specializovaných přenašečů pro jednotlivé typy aminokyselin. Na bazolaterální membráně probíhá resorpce pomocí difuze.
Neutrální a kyselé aminokyseliny jsou přenášeny do slizničních buněk pomocí sekundárně aktivních Na+ symportů a poté se pasivně nebo na nosiči dostávají do krve.
Bazické aminokyseliny (arginin, lysin, ornitin) mají vlastní transportní systémy. Část aminokyselin se vstřebá v podobě dipeptidů nebo tripeptidů sekundárním aktivním transportem s využitím kotransportu se sodíkem. Resorpce di- a tripeptidů probíhá rychleji. V enterocytech jsou dipeptidy a tripeptidy štěpeny cytoplazmatickými enzymy na jednotlivé aminokyseliny.
- ↑ a b c GANONG, William F. Přehled lékařské fyziologie. 20. vydání. Praha : Galén, 2005. 890 s. ISBN 80-7262-311-7.
