Обмен углеводов. Переваривание и всасывание углеводов

С пищей в сутки поступает 400-500 г углеводов.

Основные пище­вые углеводы - крахмал, клетчатка, сахароза (пищевой сахар), лактоза (молочный сахар), гликоген.

Переваривание пищевых углеводов начинается в ротовой полости. Под действием фермента слюны амилазы крахмал и гликоген подвер­гаются неглубокому расщеплению с образованием низкомолекулярных полисахаридов - декстринов. Дальнейший распад декстринов, а также нерасщепленного крахмала и гликогена протекает в тонкой кишке с участием амилазы поджелудочного сока. В результате образуется дисахарид мальтоза, состоящая из двух остатков глюкозы. Завершается пе­реваривание углеводов превращением образовавшейся мальтозы и дру­гих пищевых дисахаридов (сахароза, лактоза) в моносахариды (глюко­за, фруктоза, галактоза), главным из которых является глюкоза.

Клетчатка (целлюлоза), в молекуле которой остатки глюкозы со­единены прочными связями, в ходе пищеварения не расщепляется и, пройдя через весь кишечник, выделяется из организма.

Образовавшиеся моносахариды всасываются по системе воротной вены и поступают вначале в печень. При этом в печень поступает прак­тически только глюкоза, так как в ходе всасывания в клетках тонкой кишки в нее могут превращаться другие моносахариды (фруктоза, га­лактоза и др.).

В печени значительная часть глюкозы превращается в гликоген, который представляет собою запасную, резервную форму глюкозы или депо глюкозы (свободная глюкоза накапливаться в клетках не может, так как ее молекулы имеют малый размер и легко проходят через кле­точные мембраны). Между приемами пищи в печени протекает проти­воположный процесс - гликоген распадается на глюкозу, которая из печени выходит в кровь.

Синтез гликогена

Глюкоза, используемая для синтеза гликогена, предварительно ак­тивируется. Вначале глюкоза взаимодействует с АТФ и превращается в гдюкозо-6-фосфат, который затем легко переходит в глюкозо-1 –фосфат. Далее глюкозо-1-фосфат реагирует с УТФ (уридинтрифосфат макроэргическое соединение, похожее по строению на АТФ и содержащее вместо аденина - урацил). В ходе этой реакции отщепляются два остатка фосфорной кислоты в виде дифосфата и образуется очень ак­тивная форма глюкозы - уридиндифосфатглюкоза (УДФ-глюкоза).

Схематично активацию глюкозы можно представить следующим образом:

+ АТФ + УТФ

Гл — Гл-6-ф — Гл-1-ф —-> Гл-1-УДФ

-АДФ -фф

Синтез гликогена осуществляется путем присоединения образовавшейся УДФ-глюкозы к наружным цепям молекул имеющегося в клет­ках печени гликогена, который называется затравкой. При этом в мо­лекулу гликогена включаются только остатки глюкозы. В результате многократного присоединения остатков глюкозы наружные цепи удли­няются и разветвляются, что ведет к значительному увеличению разме­ра молекул гликогена.

Синтез гликогена может быть описан следующим уравнением:

Гликоген-«затравка»  УДФ-глюкоза  Удлиненный гликоген

Освобождающиеся в процессе синтеза гликогена молекулы УДФ вступают в реакцию с АТФ и снова превращаются в УТФ:

УДФ + АТФ

---------- > УТФ + АДФ

Таким образом, источником энергии для синтеза гликогена является АТФ, а УТФ выполняет роль переносчика энергии.

Благодаря синтезу в печени происходит накопление гликогена и его концентрация может достигать 5-6%. Превращение в печени глюкозы в гликоген предотвращает резкое увеличение ее содержания в крови во время приема пищи.

Синтез гликогена из глюкозы также происходит в мышцах, но его концентрация в них не превышает 2-3%. Образованию гликогена в мышцах способствует пищевая гипергликемия - повышение концен­трации глюкозы крови во время приема пищи, обусловленное тем, что часть глюкозы проходит через печень в большой круг кровообращения. Кроме этого, незначительная часть глюкозы может всасываться из ки­шечника по лимфатической системе и, минуя печень, сразу попадать в большой круг кровообращения.

Синтез гликогена ускоряется гормоном инсулином.