5.2. Пищеварение углеводов

Пищеварительным превращениям подвергаются сложные углеводы, распадающиеся в конечном итоге на моносахариды. Поступающие в организм моносахариды всасываются без пищеварительной переработки. Их всасывание начинается уже в желудке, поэтому первые молекулы моносахаридов появляются в крови уже через несколько минут после приема.

Пищеварительные превращения дисахаридов (сахарозы, лактозы, мальтозы) происходят в кишечнике под действием соответствующих ферментов, выделяемых стенками кишечника и обладающих высокой специфичностью: сахаразы, лактазы, мальтазы. При этом из сахарозы образуется глюкоза и фруктоза, из лактозы – глюкоза и галактоза, из мальтозы – глюкоза.

Пищеварение крахмала теоретически начинается уже в ротовой полости, т.к. слюна содержит специфический для крахмала фермент амилазу. Однако из-за кратковременности воздействия (попадая в желудок, имеющий сильно кислую реакцию среды, амилаза практически полностью инактивируется) она не оказывает существенного влияния на крахмал. Основные превращения крахмала начинаются в 12-перстной кишке (и продолжаются в тонком кишечнике) под влиянием панкреатической амилазы, выделяемой в полость кишечника поджелудочной железой.

Под влиянием кишечной амилазы происходит постепенное дробление молекул крахмала, которое происходит по схеме на рис. 30.

Крахмал → высоко молекулярные → низко молекулярные → декстрины декстрины

→ мальтоза → глюкоза

Рис. 30. Схема пищеварительных превращений крахмала

Расщепление промежуточного продукта пищеварения крахмала – мальтозы – обеспечивает фермент мальтаза.

Подводя итог пищеварению углеводов, можно констатировать, что важнейшим продуктом этих превращений является глюкоза (см. рис. 31).

Рис. 31. Пищеварительные превращения углеводов

Она может поступать в свободном виде, а также образуется в результате пищеварительных превращений всех сложных пищевых углеводов. Некоторое количество фруктозы может попасть в организм с фруктами и медом. Она образуется также при пищеварении сахарозы. Появление в качестве продукта пищеварения галактозы связано с приемом молока.

Моносахариды всасываются стенками кишечника и попадают в кровь. При этом обнаруживаются различия в скорости всасывания моносахаридов. Наиболее высокая скорость всасывания у галактозы, несколько ниже – у глюкозы. Наиболее медленно всасывается фруктоза. При этом часть молекул фруктозы изомеризуется в глюкозу.

Учитывая, что главный моносахарид, поступающий в кровь, это глюкоза, дальнейшие превращения всосавшихся моносахаридов рассмотрим на ее примере.

5.3. Пути использования продуктов пищеварения углеводов в организме

После приема пищи, содержащей углеводы, концентрация глюкозы в крови повышается. В ответ на это поджелудочная железа выделяет в кровь гормон инсулин. Под воздействием инсулина повышается проницаемость для глюкозы оболочек клеток ряда тканей за исключением мозговых, проницаемость которых не зависит от инсулина. Глюкоза поступает в клетки разных тканей, в первую очередь в клетки мышечной ткани, печени, жировые клетки.

Поступившая в клетки глюкоза включается в процесс синтеза гликогена – важнейшего запасного углевода организма, или подвергается другим превращениям, важнейшее из которых – использование в качестве источника энергии. Это, однако, не относится к жировым клеткам, где из поступившей глюкозы синтезируются жиры в реакциях, регулируемых инсулином.

Превращения глюкозы в клетке начинаются практически сразу после ее поступления и происходят с затратой энергии, источником которой является АТФ, по следующей схеме:

Глюкоза +АТФ → глюкозо-6-фосфат + АДФ

Цифра «6» указывает на местоположение остатка фосфорной кислоты – у шестого от альдегидной группы атома углерода. Следует заметить, что с этой реакции начинаются все пути превращений глюкозы в клетках: синтез гликогена, использование ее в качестве источника энергии и так называемый гексозомонофосфаный путь (пентозный цикл), одним из важнейших итогов которого является синтез пентоз (рибозы, дезоксирибозы).

Реакция фосфорилирования глюкозы катализируется ферментом гексокиназой, имеющимся в любой клетке. Глюкозо-6-фосфат, образовавшийся в ходе этой реакции, уже не может выйти в кровь, так как оболочки клеток непроницаемы для него. Обратная реакция – образование глюкозы из глюкозо-6-фосфата – катализируется ферментом глюкозо-6-фосфатазой, который содержится только в клетках печени, почках и слизистой оболочке кишечника. Таким образом, глюкоза, попавшая в клетки большинства органов и тканей, уже не может выйти оттуда и подвергается там необратимым превращениям.