Monoszacharidok felszívódása

VIVO kórélettan

felszívódása

Monoszacharidok felszívódása

Az egyszerű cukrok messze túlnyomórészt az emésztőrendszerben felszívódó szénhidrátok, és sok állatban a legfontosabb energiaforrások. A monoszacharidok azonban csak ritkán fordulnak elő normál étrendben. Inkább komplexebb szénhidrátok enzimatikus emésztésével származnak az emésztőrendszerben.

Különösen fontos étrendi szénhidrátok a keményítő és a diszacharidok, például a laktóz és a szacharóz. Ezen molekulák egyike sem képes felszívódni abból az egyszerű okból, hogy nem képesek keresztezni a sejtmembránokat, és a monoszacharidokkal ellentétben nincsenek transzporterek, amelyek ezeket áthelyezhetnék.

Ez a szakasz három fontos szénhidrát: keményítő, laktóz és szacharóz asszimilációjával kapcsolatos folyamatok megértésére összpontosít. Mindhárom esetben a legfontosabb fogalmak a következők:

  • a monoszacharidokat felszabadító végső enzimatikus emésztést enzimek hajtják végre, amelyek az abszorpciós enterociták lumenális plazmamembránjában kötődnek (ún. "ecset határ hidrolázok").
  • A keményítő vagy a laktóz emésztésével keletkező glükóz csak a vékonybélben szívódik fel szállítás nátriummal, egy olyan tény, amelynek kivételesen fontos következményei vannak az orvostudományban.

A kefés határhidrolázok monoszacharidokat generálnak

A poliszacharidokat és diszacharidokat a felszívódás előtt monoszacharidokká kell emészteni, és ezekben a folyamatokban a legfontosabb szereplők az ecsethatárú hidrolázok, amelyek magukban foglalják a maltázt, a laktázt és a szacharázt. Az étrendi laktóz és a szacharóz „készen áll” az emésztésre a megfelelő ecsethatárú enzimekkel. A keményítőt, amint arról korábban már szó esett, a hasnyálmirigy váladékában és egyes fajokban a nyálban először amiláz emészti maltózzá.

Az étrendi laktóz és szacharóz, valamint a keményítő emésztésével nyert maltóz diffundál a vékonybél lumenjében, és érintkezésbe kerül a felszívódó hámsejtek felületével, amely a villákat borítja, ahol ecsethatárú hidrolázokkal kapcsolódnak:

  • a maltáz két glükózmolekulára hasítja a maltózt
  • a laktáz hasítja a laktózt glükózzá és galaktózzá
  • a szacharáz szacharózt hasít glükózzá és fruktózzá

Végül készen állunk arra, hogy valóban felszívjuk ezeket a monoszacharidokat. A glükózt és a galaktózt ugyanazzal a transzporterrel nátriummal együtt szállítva viszik be az enterocitába. A fruktóz a bél lumenéből jut be a sejtbe egy másik transzporteren keresztüli megkönnyített diffúzió útján.

A glükóz és más monoszacharidok felszívódása: Szállítás a bélhámon keresztül

A glükóz felszívódása a bél lumenéből, a hámon át a vérbe történő transzportot von maga után. Az a transzporter, amely glükózt és galaktózt visz be az enterocitába, a nátrium-függő hexóz transzporter, amely formálisan SGLUT-1 néven ismert. Ahogy a neve is jelzi, ez a molekula mind a glükóz, mind a nátriumiont a sejtbe szállítja, és valójában egyik sem szállítja el.

A nátrium-függő hexóz transzporterrel történő szállítás lényege a nátrium és a glükóz megkötése és felszabadulása által kiváltott konformációs változások sora, és a következőképpen foglalható össze:

  1. a transzporter kezdetben a lumen felé néz, és ekkor képes megkötni a nátriumot, de nem a glükózt
  2. a nátrium kötődik, olyan konformációs változást vált ki, amely megnyitja a glükózkötő zsebet
  3. a glükóz megköti, és a transzporterek a membránban úgy helyezkednek el, hogy a nátriumot és a glükózt tartó zsebeket a sejt belsejében mozgatják
  4. a nátrium disszociál a citoplazmába, és ezáltal a glükóz kötődése destabilizálódik
  5. a glükóz disszociál a citoplazmába, és a kirakodott transzporter visszaáll az eredeti, kifelé néző helyzetébe

A fruktózt nem szállítják együtt nátriummal. Inkább egy másik hexóz transzporter (GLUT5) révén jut be az enterocitába.

Az enterocitába kerülve a glükózt és a nátriumot a sejtből a vérbe kell exportálni. Korábban láthattuk, hogy a bazolaterális membránon található nátrium-szivattyúk akkumulátora a nátriumot káliumért cserébe gyorsan kiszállítja, és hogy ez a folyamat hogyan tartja fenn az elektrokémiai gradienst a hámban. Ebben a gradiensben tárolt energia valójában az, ami a glükóz bejutását a fent leírt nátriumfüggő hexóz transzporteren keresztül hajtja. Emlékezzünk arra is, hogy a nátrium masszív transzportja hogyan hozza létre a víz felszívódásáért felelős ozmotikus gradienst.

A glükózt, a galaktózt és a fruktózt a bazolaterális membrán egy másik hexóztranszporterén (az úgynevezett GLUT-2-n) keresztül szállítják az enterocitából. Ezek a monoszacharidok a koncentrációgradiensben diffundálódnak kapilláris vérré a villuson belül.

A víz és az elektrolitok felszívódása

Aminosavak és peptidek felszívódása