Тема 3.

БИОХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПИЩЕВАРИТЕЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ Переваривание пищи в желудочно- кишечном тракте- важнейший биохимический процесс, который, в первую очередь, обеспечивает все сферы жизнедеятельности:

Белки пищи поставляют незаменимые аминокислоты , которые не синтезируются в клетках человека , и снижают потребности организма в заменимых аминокислотах.

Липиды пищи являются тоже источниками незаменимых высших карбоновых кислот, коламина, холина, холестерина. и снижают потребности в углеводах в отношении энергетического обмена.лудочно- кишечном тракте- важнейший биохимический процесс, который, в первую очередь, обесв0000000000000000000

Углеводы пищи позволяют рационально распределить аминокислоты белков пищи, высшие карбоновые кислоты между двумя разнонаправленными жизненными процессами катаболизма и анаболизма. которые обеспечивают постоянство массы тела и гомеостаза.

В составе пищи в организм поступают необходимые витамины, пища в кишечнике формирует микробиологическую среду, активирует АРUT систему, которая выделяет : глюкагоноподобный фактор, серотонин и другие гормоны.

Пища вызывает секрецию желчи , без которой невозможно переваривание липидов и выделение из организма токсичного билирубина и избытка холестерина, не включенного в синтез гормонов и тканевые структуры.

Кишечник- немаловажное место синтеза иммуноглобулинов.

Переваривание всех пищевых сложных веществ – белков, липидов, углеводов - происходит путем их гидролиза до более простых веществ с участием пищеварительных ферментов.

УГЛЕВОДЫ.

Углеводы пищи, нормы и принципы нормирования их суточной пищевой потребности. Биологическая роль.

Углево­ды — обязательный компонент пищи, они составляют 75% массы пищевого рациона и дают более 50% необходимых калорий. У взрослого человека суточная потребность в усваиваемых углеводах 400г/сут, в целлюлозе и пектине до 10-15 г/сут.

В составе пищи человека присутствуют полисахариды: крахмал, целлюлоза, гликоген и дисахариды сахароза, мальтоза. Моносахариды встречаются крайне редко в очень спелых фруктах, кондитерских изделиях, напитках..

Все усвояемые углеводы в отношении легкости переваривания, скорости всасывания и влияния на скорость секреции инсулина делятся на две группы: легко и трудноусвояемые. Полисахариды относятся к трудноусвояемым: переваривание происходит достаточно медленно и потребление их не сопровождается одномоментным повышением уровня глюкозы в крови); сахароза, фруктоза, глюкоза являются легкоусвояемыми, они быстро всасываются и вызывают заметное развитие гипергликемии .Поэтому рекомендуется употреблять в пищу больше сложных полисахаридов и меньше моносахаров

Углеводы пищи являются для организма человека источником моносахаридов, преимущественно глюкозы.

Некоторые полисахариды: целлюлоза, пектиновые вещества, декстраны, у человека практически не перевариваются, в ЖКТ они выполняют функцию сорбента (выводят холестерин, желчные кислоты, токсины и д.р.), необходимы для стимуляции перистальтики кишечника и формирования нормальной микрофлоры.

Переваривание углеводов происходит в ротовой полости и тонком кишечнике.

В ротовой полости пища измельчается при пе­режёвывании и смачивается слюной. Слюна состоит на 99% из воды и обычно имеет рН 6,8-7,2.

В слюне присутствует α-амилаза (α-1,4-гликозидаза), расщеп­ляющая в крахмале внутренние α-1,4-гликозидные связи с об­разованием крупных фрагментов — декстринов и небольшого количества мальтозы и изомальтозы., активируется ионами кальция и хлорида..

Переваривание углеводов в желудке практически не происходит.

Действие амилазы слюны прекращается в кислой среде (рН <4) содержимого желудка, однако, внутри пищевого комка ак­тивность амилазы может некоторое время сохраняться. Желудочный сок не содержит фермен­тов, расщепляющих углеводы, в нем возможен лишь незначительный неферментативнфй кислотный гидролиз гликозидных связей.

Переваривание углеводов в тонком кишечнике следует отнести к полостному и пристеночному типам.

В двенадцатиперстной кишке кислое содержимое желу­дка нейтрализуется соком поджелудочной железы (рН 7,5—8,0 за счет гидрокарбонатов).

С соком поджелудочной железы в кишечник поступает панкреатическая α-амилаза.. которая гидролизует внутренние α-1,4-гликозидные связи в крахмале и декстринах с образованием мальтозы (2 ос­татка глюкозы, связанные α-1,4-гликозидной связью), изомальтозы (2 ос­татка глюкозы, связанные α-1,6-гликозидной связью) и олигосахаридов, содержащих 3—8 остатков глюкозы, свя­занных α-1,4- и α-1,6-гликозидными связями.

( С6 Н10 О5 )п + п Н2 О —— (амилаза)————> х ( С6 Н10 О5 )m

Крахмал декстрины

Переваривание мальтозы, изомальтозы и сахарозы и лактозы происходит под дей­ствием специфических ферментов - экзогликозидаз, образующих ферментативные комплексы. Эти комплексы находятся на поверхности эпителиаль­ных клеток тонкого ки­шечника и осуществляют пристеночное пищеварение.

С12 Н22 О11 + Н2 О —— (фермент дисахараза)————> 2 С6 Н12 О6

дисахарид моносахариды

β-Гликозидазный комплекс ( фермент (лактаза) представляет собой гликопротеин, гидролизует β-1,4-гликозидные связи в лактозе. Активность лактазы зависит от возраста. У ребенка она сохраняется на высоком уровне до 5-7-летнего возраста. Затем активность лактазы снижается, составляя у взрослых 10% от уровня активности, характерного для детей.

.Переваривание углеводов заканчивается образованием моносахаридов – в основном глюкозы, меньше образуется фруктозы и галактозы, еще меньше – маннозы, ксилозы и арабинозы.

Всасывание углеводов

Моносахариды всасываются эпителиальными клетками тощей и подвздошной кишок. Транспорт моносахаридов в клетки слизистой оболочки кишечника может осуществляться путём диффузии (рибоза, ксилоза, арабиноза), облегчённой диффузии с помощью белков переносчиков (фруктоза, галактоза, глюкоза), и путем вторично-активного транспорта (галактоза, глюкоза). Вторично-активный транспорт галактозы и глюкозы из просвета кишечника в энтероцит осуществляется симпортом (совместно) с Na⁺. Через белок-переносчик Na⁺ двигается по градиенту своей концентрации и переносит с собой углеводы против их градиента концентраций. Градиент концентрации Na⁺ создаётся Nа⁺/К⁺-АТФ-

азой.

Скорость всасывания: галактоза > глюкоза > фруктоза > другие моносахариды. Моносахариды выходят из энтероцитов в направлении кровеносного капилляра с помощью облегченной диффузии через белки-переносчики. ( см. нижерасположенный рисунок )

Нарушение переваривания и всасывания углеводов

Недостаточное переваривание и всасывание переваренных продуктов называют мальабсорбцией.

В основе мальабсорбции углеводов могут быть причины двух типов:

1). Наследственные и приобретенные дефекты ферментов, участвующих в переваривании.

Известны наследственные дефекты лактазы, α-амилазы, сахаразно-изомальтазного комплекса. Без лечения эти па­тологии сопровождаются хроническим дисбактериозом и нарушениями физического разви­тия ребёнка.

Приобретённые нарушения переваривания могут наблю­даться при кишечных заболеваниях, например гастритах, колитах, энтеритах, после операций на ЖКТ.

Дефицит лактазы у взрослых людей может быть связан со снижением экспрессии гена лактазы.. Многие пожилые люди не переносят молоко из-за развития лактазной недостаточности:. дисахарид лактоза неизменным попадает в нижние отделы кишечника, бурно развивается микрофлора, возникают явления диарреи. У некоторых народов( Африка, Индонезия) генетически отсутствует ген, кодирующий синтез лактазы - это исключает употребление в пищу молока. Частота этой па­тологии составляет в Европе 7—12%, в Китае — 80%, в Африке — до 97%

2). Нарушение всасывания моносахаридов в кишечнике.

Нарушения всасывания могут быть следствием дефекта какого-либо компонента, участвующего в системе транспорта моносахаридов через мембрану. Описаны патологии, связанные с дефектом натрийзависимого белка переносчика глюкозы Патогенная микрофлора кишечника( разные виды E.coli и др. ) вырабатывает белки, ингибирующие лактазу. У детей при кишечных заболеваниях различной этиологии, особенно при поносах, дисбактериозе, молоко надо применять в пищу с большой осторожностью.

Синдром мальабсорбции сопровождается осмотической диаррей, усилением перистальтики, спазмами, болями, а также метеоризмом. Диарею вызывают нерасщеплённые дисахариды или невсосавшиеся моносахариды в дистальных отделах кишечника, а также органические кислоты, образованные микроорганизмами при неполном расщеплении углеводов.

Нарушение всасывания углеводов сопровождается дефицитом углеводов в организме, гипогликемии, у детей возникает отставание в физическом развитии, ослабление иммунной системы, диаррея вызывает потерю жидкости, микроэлементов, ионов натрия- возможно возникновение ацидоза.

( Диаррея - греч. - истекать )

ЛИПИДЫ

Состав липидов пищи

В составе пищи находятся все виды липидов.

Липиды классифицируют по химическому составу:

- простые( триглицериды, воска)- при гидролизе образуют два вида соединений

- сложные( фосфолипиды, липопротеины, гликолипиды, сфинголипиды)-при гидролизе образуют три и более разыных видов химических соединений

- стероиды( холестерин и его производные)

- высшие жирные кислоты

Источниками триглицеридов( ТГ ) являются растительные и животные жиры( в животных жирах преобладают насыщенные жирные кислоты, в маслах ненасыщенные). В животных и растительных продуктах присутствуют фосфолипиды( ФЛ ), из рафинированного растительного масла они удаляются в процессе изготовления. Пища- единственный источник незаменимых полиненасыщенных жирных кислот линолевой, линоленовой, арахидоновой( их вместе называют витамин F ). Недостаток незаменимых кислот сопровождается серьезными нарушениями липидного обмена в организме, которые могут привести к развитию атеросклероза, жирового перерождения печение( гепатоза), ожирения. В свободном виде высшие жирные кислоты образуются в процессе метаболизма и при гидролизе пищевых жиров или липолизе запасных триглицеридов жировой ткани.

Животная пища содержит тот вид холестерина(ХС), который синтезируется и в организме человека. Растительная пища содержит иной вид – эргостерин, который не используется я организмом человека, и есть мнение, что снижает всасывание животного холестерина.

Одновременно вместе с липидами всасываются жирорастворимые витамины А. Е. К.

При недостаточном поступлении липидов с пищей снижается иммунитет, снижается продукция стероидных гормонов, нарушается половая функция. При дефиците линолевой кислоты развивается тромбоз сосудов и увеличивается риск онкологических заболеваний.

При избытке ТГ и ХС в пище развивается атеросклероз и увеличивается риск рака молочной железы и толстой кишки.

Нормы липидов в питании

В сутки человеку требуется потреблять 80-100г липидов, из них 25-30г растительного масла, 30-50г сливочного масла и 20-30г жира животного происхождения.

Потребность в пищевых липидах зависит от возраста. Новорожденным до 3 месяцев требуется 6,5 г/кг липидов, детям до 6 месяцев - 6 г/кг, детям после 6 месяцев – 5,5 г/кг, взрослым – 1,4 г/кг, пожилым – 0,5 г/кг.

Причины :

1). основным источником энергии для детей грудного возраста являются липиды, а для взрослых людей - глюкоза.

2). энергозатраты с возрастом снижаются.

Потребность в липидах увеличивается на холоде, при физических нагрузках, в период выздоровления и при беременности.

С пищей в норме поступает около 85-90г ТГ, 1г ФЛ, 0,3—0,5 г ХС (в основном в виде эфиров). Растительные масла содержат много полиеновых незаменимых (линолевая до 60%, линоленовая) жирных кислот, фосфолипидов (удаляются при рафинировании). Сливочное масло содержит много витаминов А, Д, Е.

Все природные липиды хорошо перевариваются, масла усваиваются лучше жиров. При смешанном питании сливочное масло усваивается на 93-98%, свиной жир - на 96-98%, говяжий жир – на 80-94%, подсолнечное масло – на 86-90%. Длительная тепловая обработка (> 30 мин) разрушает полезные липиды, при этом образуются токсические продукты окисления жирных кислот и канцерогенные вещества.