VIVO Патофизиология

натрий глюкоза

Абсорбция на монозахариди

Простите захари са далеч преобладаващият въглехидрат, абсорбиран в храносмилателния тракт, а при много животни е най-важният източник на енергия. Монозахаридите обаче рядко се срещат при нормални диети. По-скоро те се получават чрез ензимно смилане на по-сложни въглехидрати в храносмилателната тръба.

Особено важни диетични въглехидрати включват нишесте и дизахариди като лактоза и захароза. Нито една от тези молекули не може да бъде абсорбирана по простата причина, че не могат да преминат клетъчни мембрани без помощ и за разлика от ситуацията с монозахаридите, няма транспортери, които да ги пренасят през.

Този раздел ще се фокусира върху разбирането на процесите, свързани с усвояването на три важни въглехидрати: нишесте, лактоза и захароза. Основните понятия, свързани с трите случая, са, че:

  • окончателното ензимно храносмилане, което освобождава монозахариди, се провежда от ензими, които са свързани в луменалната плазмена мембрана на абсорбиращи ентероцити (т.нар. "хидролизази на границата на четката").
  • глюкозата, генерирана от смилането на нишесте или лактоза, се абсорбира в тънките черва само от котранспорт с натрий, факт, който има изключително важни последици в медицината.

Brush Border Hydrolases генерират монозахариди

Полизахаридите и дизахаридите трябва да бъдат усвоени до монозахариди преди абсорбцията и ключовите участници в тези процеси са хидролазите на четката, които включват малтаза, лактаза и захараза. Диетичната лактоза и захароза са "готови" за храносмилане от съответните им ензими на четката. Нишестето, както беше обсъдено по-рано, първо се усвоява до малтоза от амилаза в секрета на панкреаса и при някои видове слюнката.

Диетичната лактоза и захароза, както и малтозата, получена от смилането на нишесте, се дифузират в лумена на тънките черва и влизат в контакт с повърхността на абсорбиращи епителни клетки, покриващи ворсите, където се свързват с хидролазите на четката:

  • малтазата разцепва малтозата на две молекули глюкоза
  • лактазата разгражда лактозата до глюкоза и галактоза
  • захаразата разгражда захарозата до глюкоза и фруктоза

Най-накрая сме готови действително да абсорбираме тези монозахариди. Глюкозата и галактозата се поемат в ентероцита чрез котранспорт с натрий, използвайки същия транспортер. Фруктозата навлиза в клетката от чревния лумен чрез улеснена дифузия през друг транспортер.

Абсорбция на глюкоза и други монозахариди: Транспорт през чревния епител

Абсорбцията на глюкоза води до транспортиране от чревния лумен, през епитела и в кръвта. Транспортерът, който пренася глюкоза и галактоза в ентероцита, е натриево-зависимият хексозен транспортер, известен по-формално като SGLUT-1. Както показва името, тази молекула транспортира както глюкозата, така и натриевия йон в клетката и всъщност няма да транспортира нито една, нито друга.

Същността на транспорта от натриево-зависимия хексозен транспортер включва поредица от конформационни промени, предизвикани от свързването и освобождаването на натрий и глюкоза, и може да бъде обобщена, както следва:

  1. транспортерът първоначално е ориентиран с лице към лумена - в този момент той е способен да свързва натрий, но не и глюкоза
  2. натрият се свързва, предизвиквайки конформационна промяна, която отваря глюкозо-свързващия джоб
  3. глюкозата се свързва и транспортерът се преориентира в мембраната така, че джобовете, съдържащи натрий и глюкоза, се преместват вътре в клетката
  4. натрият се дисоциира в цитоплазмата, причинявайки дестабилизиране на свързването на глюкозата
  5. глюкозата се дисоциира в цитоплазмата и ненатовареният транспортер се преориентира обратно в първоначалното си положение, обърнато навън

Фруктозата не се транспортира съвместно с натрий. По-скоро той навлиза в ентероцита от друг хексозен транспортер (GLUT5).

Веднъж попаднали в ентероцита, глюкозата и натрият трябва да се изнасят от клетката в кръвта. Виждали сме по-рано как натрият бързо се затваря в замяна на калий от батерията на натриеви помпи върху базолатералната мембрана и как този процес поддържа електрохимичния градиент през епитела. Енергията, съхранявана в този градиент, всъщност е това, което движи навлизането на глюкоза през натриево зависимия хексозен транспортер, описан по-горе. Спомнете си също как масивният транспорт на натрий от клетката установява осмотичния градиент, отговорен за абсорбцията на вода.

Глюкозата, галактозата и фруктозата се транспортират от ентероцита чрез друг хексозен транспортер (наречен GLUT-2) в базолатералната мембрана. След това тези монозахариди дифузират "надолу" градиент на концентрация в капилярна кръв в рамките на вилуса.

Абсорбция на вода и електролити

Абсорбция на аминокиселини и пептиди