Τα ψάρια, όπως και τα ανώτερα σπονδυλωτά, δεν είναι ικανά για πρωτογενή βιοσύνθεση υδατανθράκων, επομένως η κύρια πηγή υδατανθράκων για αυτά είναι τα τρόφιμα, κυρίως φυτικής προέλευσης.
Στη διατροφή των ειρηνικών ψαριών, οι υδατάνθρακες από τις φυτικές τροφές είναι η κύρια πηγή ενέργειας· εάν είναι ανεπαρκείς, το σώμα αναγκάζεται να χρησιμοποιήσει σημαντικό μέρος της πρωτεΐνης στη τροφή για να καλύψει τις ενεργειακές ανάγκες, γεγονός που μειώνει την αποτελεσματικότητα της χρήσης της τροφής. και οδηγεί σε μείωση της παραγωγικότητας.
Οι υδατάνθρακες χωρίζονται σε τρεις κατηγορίες: μονοσακχαρίτες, ολιγοσακχαρίτες, πολυσακχαρίτες. Οι τροφές με μονοσακχαρίτες περιέχουν κυρίως εξόζες και πεντόζες (γλυκόζη, φρουκτόζη, μαννόζη, γαλακτόζη, ριβόζη, αραβινόζη). Οι ολιγοσακχαρίτες αντιπροσωπεύονται συχνότερα από μαλτόζη, σακχαρόζη, τρεαλόζη και κελλοβιόζη ως προϊόν ενδιάμεσης μετατροπής των ινών. Οι πολυσακχαρίτες τροφίμων μπορούν να χωριστούν σε δύο ομάδες: τα δομικά και τα καθολικά τρόφιμα. Οι δομικοί πολυσακχαρίτες συνήθως δεν πέπτονται από σπονδυλωτά ή πέπτονται από την εντερική μικροχλωρίδα. Αυτές περιλαμβάνουν κυτταρίνη, λιγνίνη, πεντοζάνες και μαννάνες. Οι γενικοί πολυσακχαρίτες τροφίμων αντιπροσωπεύονται από γλυκογόνο και άμυλο.
Τα ζώα και τα ψάρια μεταβολίζουν τους υδατάνθρακες μόνο με τη μορφή μονοσακχαριτών, έτσι οι ολιγοσακχαρίτες και οι πολυσακχαρίτες στην πεπτική οδό υφίστανται ενζυματική υδρόλυση σε μονοσακχαρίτες. Η απορρόφηση των υδατανθράκων από τα ψάρια συμβαίνει κατά περίπου 50-60% και εξαρτάται από την πολυπλοκότητα της δομής τους. Για παράδειγμα, στην πέστροφα, οι υδατάνθρακες απορροφώνται κατά 40%, συμπεριλαμβανομένης της γλυκόζης - 100%, της μαλτόζης - 90%, της σακχαρόζης - 70%, της λακτόζης - 60%, του ακατέργαστου αμύλου - 40%, του μαγειρεμένου αμύλου - 60%.
Στους ανθρώπους και τα ανώτερα ζώα, η πέψη των υδατανθράκων ξεκινά στη στοματική κοιλότητα, όπου η τροφή υποβάλλεται σε μηχανική (μάσημα) και χημική επεξεργασία υπό την επίδραση αρκετά ενεργών σιελογόνων ενζύμων - αμυλάσης και μαλτάσης.
Τα ψάρια δεν έχουν σιελογόνους αδένες. Ορισμένα είδη ψαριών έχουν φαρυγγικά δόντια και υπερώια πλάκα, με τη βοήθεια των οποίων η τροφή αλέθεται εν μέρει και υγραίνεται με βλέννα που εκκρίνεται από τη βλεννογόνο μεμβράνη του φάρυγγα και του οισοφάγου. Η αμυλάση και η μαλτάση βρίσκονται στη βλέννα. Στα αρπακτικά ψάρια, αυτά τα ένζυμα είναι ανενεργά και δεν παίζουν σημαντικό ρόλο στην πέψη. σε ψάρια χωρίς στομάχι όπως ο κυπρίνος, η αμυλάση και η μαλτάση συμμετέχουν αρκετά ενεργά στην προεπεξεργασία της τροφής. Η τροφή που καταναλώνεται εισέρχεται στο στομάχι μέσω ενός κοντού οισοφάγου· στα ψάρια χωρίς στομάχι, εισέρχεται στο πρόσθιο, κάπως διογκωμένο τμήμα του εντέρου.
Πέψη υδατανθράκων στο στομάχι. Στα θερμόαιμα ζώα, λόγω της απουσίας ή της χαμηλής δραστηριότητας αμυλολυτικών ενζύμων στο γαστρικό υγρό, η πέψη των υδατανθράκων στο στομάχι πρακτικά απουσιάζει. Στα ψάρια (χέλι, πέρκα, σκουμπρί, ιριδίζουσα πέστροφα, κιτρινοουρά), βρέθηκαν ένζυμα της κατηγορίας υδρολάσης και της υποκατηγορίας γλυκοσιδάσης - αμυλάση, χιτινάση, λυσοζύμη, υαλουρονιδάση, που υδρολύουν γλυκοσιδικούς δεσμούς, στο γαστρικό υγρό.
Οι περισσότερες γλυκοσιδάσες παρουσιάζουν μέγιστη δραστικότητα σε pH 6,0-7,5. Η όξινη αντίδραση του γαστρικού υγρού (pH 0,8-4,0) πρακτικά δεν επιτρέπει τη δράση της αμυλάσης και της υαλουρονιδάσης, διατηρώντας την πιθανότητα συμμετοχής της χιτινάσης και της λυσοζύμης στην πέψη.
Η χιτινάση (βέλτιστο pH 4,6-4,0) διασπά τη χιτίνη στον δισακχαρίτη χιτοβιόζης και εν μέρει στο δομικό μονομερές της Ν-ακετυλ-γλυκοζαμίνη:
CH2OH CH2OH CH2OH
χιτινάση
OH H O OH H O OH H nH2O
μόριο χιτίνης
CH2-OH CH2-OH CH2-OH
m OH H O OH H + x OH H
OH OH OH OH
H NH-CO-CH3 H NH-CO-CH3 n H NH-CO-CH3
χιτοβιόζη Ν-ακυλογλυκοζαμίνη
Η χιτίνη, εκπρόσωπος των βλεννοπολυσακχαριτών, είναι το κύριο συστατικό των ιστών του περιβλήματος των αρθροπόδων, όπου βρίσκεται σε συνδυασμό με πρωτεΐνες και μεταλλικά άλατα. Ο ρόλος της χιτινάσης είναι να υδρολύει τους γλυκοσιδικούς δεσμούς της χιτίνης, γεγονός που συμβάλλει στην καταστροφή του ενδοσκελετού των αρθροπόδων. Με τη διεξαγωγή αυτής της εργασίας, η χιτινάση προάγει τις διαδικασίες διαβροχής (καταστροφή δομής, υγροποίηση) μηχανικά μη επεξεργασμένων τροφίμων και ως εκ τούτου το καθιστά εύκολα προσβάσιμο στη δράση άλλων ενζύμων. Η δραστηριότητα της χιτινάσης είναι χαμηλή και δεν λαμβάνει χώρα πλήρης απορρόφηση των ιστών του περιβλήματος των εντόμων, των καρκινοειδών και του κελύφους των αυγών της αρτέμιας. Τα προκύπτοντα προϊόντα υδρόλυσης χιτίνης δεν αντιπροσωπεύουν υψηλή θρεπτική αξία για τον οργανισμό και αποβάλλονται σχεδόν πλήρως από τον οργανισμό.
Ένα εξαιρετικά ενεργό ένζυμο λυσοζύμης βρέθηκε στο γαστρικό χυμό, το οποίο διασπά το μουρομικό οξύ, το οποίο είναι μέρος των πολυσακχαριτών πολλών μικροοργανισμών, σε Ν-ακετυλογλυκοζαμίνη. Καταστρέφοντας τις κυτταρικές μεμβράνες των μικροοργανισμών, η λυσοζύμη προάγει τη διείσδυση άλλων πεπτικών ενζύμων στο κύτταρο, κάτι που είναι σημαντικό για τα ψάρια που τρέφονται με ζωοπλαγκτόν.
Το υδροχλωρικό οξύ που υπάρχει στον γαστρικό χυμό προάγει τη διόγκωση και τη δημιουργία βλέννας των φυτικών κυτταρικών μεμβρανών και έτσι προετοιμάζει το τμήμα υδατανθράκων της τροφής για περαιτέρω ενζυματική υδρόλυση.
Πέψη υδατανθράκων στα έντερα. Οι υδατάνθρακες των ζωοτροφών περνούν πρακτικά αμετάβλητοι από το στομάχι στο λεπτό έντερο. Στα ψάρια χωρίς στομάχι, οι υδατάνθρακες της τροφής εισέρχονται αμέσως στο έντερο μέσω ενός κοντού οισοφάγου. Οι εντερικοί και παγκρεατικοί χυμοί χύνονται στον εντερικό αυλό, ο οποίος περιέχει έως και 22 ένζυμα που εμπλέκονται στην πέψη των πρωτεϊνών, των λιπιδίων και των υδατανθράκων. Στα ψάρια, ο χυμός του εντέρου εκκρίνεται από τα επιθηλιακά κύτταρα της βλεννογόνου μεμβράνης όλων των τμημάτων του εντέρου. Το πυκνό τμήμα του εντερικού χυμού αντιπροσωπεύεται κυρίως από απορριπτόμενα επιθηλιακά κύτταρα, τα οποία περιέχουν το μεγαλύτερο μέρος των πεπτικών ενζύμων και χρησιμεύουν ως πηγή ενδογενούς διατροφής, αντισταθμίζοντας την ανεπαρκή πρόσληψη οργανικών ουσιών από τα τρόφιμα. Το υγρό μέρος του εντερικού χυμού (νερό και ηλεκτρολύτες) βοηθά στη ρευστοποίηση του εντερικού περιεχομένου και στη δημιουργία ενός αλκαλικού περιβάλλοντος που είναι το βέλτιστο για τα ένζυμα του εντερικού χυμού και του παγκρέατος.
Στα ψάρια, η κύρια πέψη των θρεπτικών συστατικών, συμπεριλαμβανομένων των υδατανθράκων, συμβαίνει λόγω των ενζύμων που εκκρίνονται από τον παγκρεατικό αδένα. Ο παγκρεατικός αδένας μπορεί να μην έχει αυστηρή εντόπιση και να εκκρίνει χυμό μέσω ενός ανεξάρτητου πόρου ή μαζί με τη χολή. Είναι ένα άχρωμο, ελαφρώς αλκαλικό υγρό (pH 7,3-8,7). Τα ένζυμα των εντερικών και παγκρεατικών χυμών επιδεικνύουν μέγιστη δραστηριότητα εντός της περιοχής pH 6,0-7,5. στα γαστρικά ψάρια, το pH του εντερικού περιεχομένου είναι 6,4-7,3, στα γαστρικά ψάρια - 7,0-8,6. Οι απαιτούμενες τιμές περιβαλλοντικής αντίδρασης επιτυγχάνονται με την παρουσία διττανθρακικών και βλέννας του εντερικού σωλήνα στους εκκρινόμενους χυμούς. Τα ένζυμα που εμπλέκονται στην υδρόλυση των υδατανθράκων αντιπροσωπεύονται από γλυκοσιδάσες (υδατάνθρακες), οι κύριες από τις οποίες είναι οι αμυλάσες (-, -, - αμυλάσες), η μαλτάση, η σακχαράση, η τρεαλάση, η φωσφατάση. Σε ορισμένα ψάρια, η λακτάση βρέθηκε σε μικρές ποσότητες.
Η υδρόλυση του γλυκογόνου και των πολυσακχαριτών αμύλου λαμβάνει χώρα με τη συμμετοχή τεσσάρων τύπων αμυλασών: -αμυλάση, -αμυλάση, -αμυλάση και γλυκοαμυλάση. - και -αμυλάσες υδρολύουν άμυλο και γλυκογόνο κυρίως στο (1-4) - δεσμούς με τον δισακχαρίτη μαλτόζη, γλυκοαμυλάση στο (1-6) - δεσμούς στη γλυκόζη, -αμυλάση (το ίδιο το εντερικό ένζυμο) διαχωρίζει διαδοχικά τα υπολείμματα γλυκόζης από τα άκρα των ολιγο- και πολυσακχαριτών. Ως αποτέλεσμα της δράσης των αμυλασών, σχηματίζονται ενδιάμεσα προϊόντα υδρόλυσης αμύλου - δεξτρίνες (C6H10O5)x. Ανάλογα με το μέγεθος των υπολειμμάτων της αλυσίδας αμυλόζης, διακρίνονται οι αμυλο-, ερυθρο-αχρο- και μαλτοδεξτρίνες. Όταν σχηματίζονται οι τελευταίες, το ένζυμο μαλτάση μπαίνει στο παιχνίδι και υδρολύει τη μαλτόζη σε δύο μόρια -D-γλυκόζης. Η υδρόλυση του γλυκογόνου προχωρά σύμφωνα με το ίδιο σχήμα:
Σχέδιο υδρόλυσης αμύλου (γλυκογόνου).
CH2OH CH2OH CH2OH
N N N N N N N N
OH H OH H OH H + n H2O
H OH H OH n H OH
θραύσμα μορίου αμύλου (γλυκογόνου) (C6H10O5)n
CH2OH CH2OH CH2OH
αμυλάση H H H H μαλτάση
OH H + xH2O OH N O N H H2O
H OH x H OH OH OH
δεξτρίνες (αμυλο-, ερυθρο-, μαλτόζη
αχρο-, μαλτοδεξτρίνες)
D-γλυκόζη
Οι ολιγάσες έχουν βρεθεί στα έντερα των ψαριών: σακχαράση (ινβερτάση), λακτάση (γαλακτοσιδάση) και τρεαλάση. Στην πέψη των ψαριών, η σακχαράση και η λακτάση δεν παίζουν τόσο ρόλο όσο στα θερμόαιμα ψάρια· είναι λίγα και έχουν μικρή δραστηριότητα. Η σακχαράση δεν έχει βρεθεί στα κυπρινίδια. Η διάσπαση της σακχαρόζης μπορεί να πραγματοποιηθεί από την πιο δραστική μαλτάση (-γλυκοσιδάση).
Η διάσπαση του δεσμού γλυκοσιδάσης με τη συμμετοχή της μαλτάσης συμβαίνει από την πλευρά του υπολείμματος -γλυκόζης, η σακχαράση πραγματοποιεί το σπάσιμο από το πλάι
Φρουκτόζη:
Σχέδιο υδρόλυσης σακχαρόζης
CH2OH CH2OH H
Ν σακχαρόζη
OH O CH2OH (μαλτάση)
H OH OH H +H2O
CH2OH CH2OH H
OH H + H OH
OH OH OH CH2OH
D-γλυκόζη, D-φρουκτόζη
Από τις ολιγάσες, η πιο δραστική είναι η τρεχαλάση, η οποία διασπά τον δισακχαρίτη τρεχαλάση:
Σχέδιο υδρόλυσης τρεαλόζης
CH2OH CH2OH CH2-OH
N H N H τρεχαλάση N H
OH N OH N OH N
ΑΥΤΟΣ ΑΥΤΟΣ
N ON N ON N ON
τρεαλόζη, D-γλυκόζη
Σε ορισμένους τύπους φυκών, η περιεκτικότητα σε τρεαλόζη μπορεί να φτάσει το 10-15% της ξηρής ουσίας.
Στα φυτοφάγα ψάρια, η ποσότητα και η δραστηριότητα των αμυλολυτικών ενζύμων είναι υψηλότερη από ό,τι στα αρπακτικά ψάρια. Για παράδειγμα, η αμυλάση στον κυπρίνο είναι 1000 φορές πιο δραστική από ότι στον λούτσο. Τα ψάρια διαφέρουν πολύ στη γλυκολυτική δραστηριότητα του εντέρου, δηλαδή στην ποσότητα της αμυλάσης και των γλυκοσιδασών που εκκρίνονται από τους πεπτικούς αδένες. Οι πολυσακχαρίτες χωνεύονται καλά από φυτοφάγα ψάρια όπως ο ασημένιος κυπρίνος, ο χόρτο κυπρίνος και η τιλάπια. Οι κυπρίνοι χωνεύουν το άμυλο πολύ χειρότερα. Η τροφή τους δεν πρέπει να περιέχει περισσότερο από 15-20% άμυλο. Εάν περιέχεται σε περίσσεια στη διατροφή, εμφανίζεται δυσπεψία και, ως αποτέλεσμα, η ανάπτυξη των ψαριών επιβραδύνεται απότομα. Η χρήση μακροχρόνιων πρωτεϊνικών δίαιτων σε φυτοφάγα ψάρια αλλάζει την αντίδραση του εντερικού περιεχομένου στην όξινη πλευρά και έτσι μειώνει τη δραστηριότητα των αμυλολυτικών ενζύμων, αυξάνοντας τη δραστηριότητα των πρωτεολυτικών ενζύμων. Ταυτόχρονα, η αναλογία των αμυλολυτικών ενζύμων στους πεπτικούς χυμούς μειώνεται.
Απορρόφηση υδατανθράκων. Στα ψάρια, η κύρια απορρόφηση των θρεπτικών συστατικών γίνεται στα έντερα.
Έχει πλέον αποδειχθεί αξιόπιστα ότι το τελικό στάδιο της υδρόλυσης των βιοπολυμερών τροφίμων συμβαίνει στην επιφάνεια της μεμβράνης των μικρολάχνων (πέψη μεμβράνης) και πραγματοποιείται από εξωϋδρολάσες που διασπούν μικρότερα μόρια ολιγοσακχαριτών, δισακχαριτών σε μονοσακχαρίτες - προϊόντα για μεταφορά και απορρόφηση . Οι μονοσακχαρίτες που προκύπτουν απορροφώνται στον εντερικό βλεννογόνο χωρίς να διασπείρονται στο υδάτινο περιβάλλον.
Η απορρόφηση μπορεί να συμβεί με διάφορους τρόπους: μέσω διάχυσης, μεταφοράς (ωσμωτικής) ροής, ειδικής (παθητικής ή ενεργητικής) μεταφοράς, μέσω πινοκύτωσης.
Η πινοκυττάρωση σε ενήλικους οργανισμούς δεν παίζει ουσιαστικά κανένα ρόλο, καθώς η ακτίνα διαχωρισμού των μεμβρανών (0,4-0,6 nm) δεν επιτρέπει σε μεγάλα μόρια να διεισδύσουν στα κύτταρα της βλεννογόνου μεμβράνης.
Η διαδρομή διάχυσης πρέπει να είναι συμμετρική, δηλαδή, με την ίδια κλίση συγκέντρωσης της ουσίας, οι ροές από τον εντερικό αυλό στο αίμα και προς την αντίθετη κατεύθυνση πρέπει να είναι ίσες. Με άλλα λόγια, με διάχυση, τα σάκχαρα περνούν στο αίμα όταν η συγκέντρωσή τους είναι υψηλή στον αυλό του εντέρου.
Η ενεργή μεταφορά έχει τη μεγαλύτερη σημασία στη διαδικασία απορρόφησης. Σε αυτή την περίπτωση, οι μονοσακχαρίτες απορροφώνται με τη συμμετοχή εξειδικευμένων συμπλεγμάτων μεταφορέων που εξασφαλίζουν τη μεταφορά της ουσίας μέσω της κορυφαίας μεμβράνης έναντι της βαθμίδας συγκέντρωσης. Η περαιτέρω διαδρομή των σακχάρων από τα κύτταρα μέσω της βασικής μεμβράνης του επιθηλοκυττάρου στο αίμα συμβαίνει κατά μήκος μιας βαθμίδας συγκέντρωσης.
Στα ψάρια, οι εξόσες απορροφώνται πιο γρήγορα από τις πεντόζες. Για παράδειγμα, το tench απορροφά τη γλυκόζη γρηγορότερα, μετά η γαλακτόζη, η φρουκτόζη και η ξυλόζη. Στον λούτσο, η αλληλουχία είναι διαφορετική: γαλακτόζη, γλυκόζη, αραβινόζη, ξυλόζη, φρουκτόζη. Έχει διαπιστωθεί ότι οι βέλτιστες συγκεντρώσεις γλυκόζης, που εξασφαλίζουν τον μέγιστο ρυθμό απορρόφησης στο λεπτό έντερο των ψαριών, είναι σημαντικά χαμηλότερες από αυτές στα ανώτερα σπονδυλωτά και κυμαίνονται από 40-50%. Όταν ταΐζετε τον κυπρίνο με συμπυκνωμένη τροφή, τα ουρονικά οξέα απορροφώνται καλύτερα στα έντερα ως προϊόντα της οξείδωσης των μονοσακχαριτών. Σε αντίθεση με τις γαλακτόζες, η απορρόφηση της μαννόζης και της ξυλόζης συμβαίνει αργά. Δεν έχουν όλα τα σάκχαρα την ικανότητα να μεταφέρονται ενεργά, και αυτό εξαρτάται από τη διαμόρφωση των σακχάρων, δηλαδή ποιο από τα στερεοϊσομερή απορροφάται. Η D-γλυκόζη μπορεί να απορροφηθεί σε 20πλάσια κλίση, αλλά η L-γλυκόζη διαχέεται μόνο παθητικά και εξαπλώνεται εξίσου και στις δύο πλευρές της μεμβράνης. Η ίδια αρχή ισχύει για τη μεταφορά της D-γαλακτόζης και των περισσότερων άλλων σακχάρων. Σε αντίθεση με την L-γαλακτόζη, η μαννόζη, η ραμνόζη και η φρουκτόζη της σειράς L πρακτικά δεν παρέχονται και δεν περιλαμβάνονται στο μεταβολισμό. Η D-γλυκοζαμίνη δεν μεταφέρεται άμεσα, αλλά έχει ανασταλτική επίδραση στην απορρόφηση της γλυκόζης.
Οι διαδικασίες μεμβρανικής πέψης των υδατανθράκων και η απορρόφηση των προϊόντων της υδρόλυσης τους καθορίζονται από τη φύση των υποστρωμάτων, αλλάζουν με την ηλικία των ψαριών και υπόκεινται σε εποχιακές διακυμάνσεις.
ΣΕ ανθρώπινη διατροφήΥπάρχουν μόνο τρεις κύριες πηγές υδατανθράκων: (1) σακχαρόζη, η οποία είναι δισακχαρίτης και είναι κοινώς γνωστή ως ζάχαρη από ζαχαροκάλαμο. (2) λακτόζη, η οποία είναι δισακχαρίτης του γάλακτος. (3) Το άμυλο είναι ένας πολυσακχαρίτης που υπάρχει σε όλα σχεδόν τα φυτικά τρόφιμα, ιδιαίτερα στις πατάτες και σε διάφορους τύπους δημητριακών. Άλλοι υδατάνθρακες που είναι εύπεπτοι σε μικρές ποσότητες είναι η αμυλόζη, το γλυκογόνο, η αλκοόλη, το γαλακτικό οξύ, το πυροσταφυλικό οξύ, οι πηκτίνες, οι δεξτρίνες και, στη μικρότερη ποσότητα, τα παράγωγα υδατανθράκων στο κρέας.
Τροφήπεριέχει επίσης μεγάλες ποσότητες κυτταρίνης, η οποία είναι υδατάνθρακας. Ωστόσο, δεν υπάρχει ένζυμο στον ανθρώπινο πεπτικό σωλήνα που να μπορεί να διασπάσει την κυτταρίνη, επομένως η κυτταρίνη δεν θεωρείται προϊόν διατροφής κατάλληλο για ανθρώπινη κατανάλωση.
Πέψη υδατανθράκωνστο στόμα και στο στομάχι. Όταν η τροφή μασάται, αναμιγνύεται με το σάλιο, το οποίο περιέχει το πεπτικό ένζυμο πτυαλίνη (αμυλάση), που εκκρίνεται κυρίως από τους παρωτιδικούς αδένες. Αυτό το ένζυμο υδρολύει το άμυλο στον δισακχαρίτη μαλτόζη και άλλα μικρά πολυμερή γλυκόζης που περιέχουν 3 έως 9 μόρια γλυκόζης. Ωστόσο, η τροφή παραμένει στη στοματική κοιλότητα για μικρό χρονικό διάστημα και πιθανώς όχι περισσότερο από το 5% του αμύλου υδρολύεται πριν την κατάποση.
Παρ 'όλα αυτά, πέψη αμύλουμερικές φορές συνεχίζεται στο σώμα και το βυθό του στομάχου για άλλη 1 ώρα έως ότου το φαγητό αρχίσει να αναμιγνύεται με τις γαστρικές εκκρίσεις. Τότε η δραστηριότητα της αμυλάσης του σάλιου αναστέλλεται από το υδροχλωρικό οξύ της γαστρικής έκκρισης, επειδή Η αμυλάση ως ένζυμο είναι, καταρχήν, ανενεργή όταν το pH του μέσου μειώνεται κάτω από 4,0. Παρόλα αυτά, κατά μέσο όρο, έως και 30-40% του αμύλου υδρολύεται σε μαλτόζη πριν από την τροφή και το συνοδευτικό σάλιο αναμειχθεί πλήρως με τις γαστρικές εκκρίσεις.
Πέψη υδατανθράκων στο λεπτό έντερο. Πέψη με παγκρεατική αμυλάση. Η έκκριση του παγκρέατος, όπως και το σάλιο, περιέχει μεγάλη ποσότητα αμυλάσης, δηλ. Είναι σχεδόν εντελώς παρόμοια στις λειτουργίες της με την αμυλάση του σάλιου, αλλά είναι αρκετές φορές πιο αποτελεσματική. Έτσι, όχι περισσότερο από 15-30 λεπτά αφότου το χυμό από το στομάχι εισέλθει στο δωδεκαδάκτυλο και αναμειχθεί με τον παγκρεατικό χυμό, σχεδόν όλοι οι υδατάνθρακες αφομοιώνονται.
Ως αποτέλεσμα, πριν υδατάνθρακεςαφήνουν το δωδεκαδάκτυλο ή την άνω νήστιδα, μετατρέπονται σχεδόν πλήρως σε μαλτόζη ή/και σε άλλα πολύ μικρά πολυμερή γλυκόζης.
Υδρόλυση δισακχαριτώνκαι μικρά πολυμερή γλυκόζης σε μονοσακχαρίτες από ένζυμα του εντερικού επιθηλίου. Τα εντεροκύτταρα που επενδύουν τις λάχνες του λεπτού εντέρου περιέχουν τέσσερα ένζυμα (λακτάση, σακχαράση, μαλτάσιο και δεξτρινάση) ικανά να διασπούν τους δισακχαρίτες λακτόζη, σακχαρόζη και μαλτόζη, καθώς και άλλα μικρά πολυμερή γλυκόζης, στους τελικούς μονοσακχαρίτες τους. Αυτά τα ένζυμα εντοπίζονται στις μικρολάχνες του περιγράμματος της βούρτσας που καλύπτει τα εντεροκύτταρα, έτσι οι δισακχαρίτες πέπτονται μόλις έρθουν σε επαφή με αυτά τα εντεροκύτταρα.
Λακτόζηδιασπάται σε ένα μόριο γαλακτόζης και ένα μόριο γλυκόζης. Η σακχαρόζη διασπάται σε ένα μόριο φρουκτόζης και ένα μόριο γλυκόζης. Η μαλτόζη και άλλα μικρά πολυμερή γλυκόζης διασπώνται σε πολυάριθμα μόρια γλυκόζης. Έτσι, τα τελικά προϊόντα της πέψης των υδατανθράκων είναι μονοσακχαρίτες. Όλα διαλύονται στο νερό και απορροφώνται αμέσως στην πυλαία κυκλοφορία του αίματος.
Στο κανονικό τροφή, σε ποιον από όλους τους υδατάνθρακες το περισσότερο άμυλο, περισσότερο από το 80% του τελικού προϊόντος της πέψης των υδατανθράκων είναι γλυκόζη και η γαλακτόζη και η φρουκτόζη σπάνια υπερβαίνουν το 10%.
εγκρίνω
Κεφάλι τμήμα καθ., διδάκτωρ ιατρικών επιστημών
Meshchaninov V.N.
_____‘’_____________2005
Διάλεξη Νο 7 Θέμα: Πέψη και απορρόφηση υδατανθράκων. Ανταλλαγή γλυκογόνου
Σχολές: θεραπευτική και προληπτική, ιατρική και προληπτική, παιδιατρική. 2ο μάθημα.
Υδατάνθρακες - ουσίες με γενικό τύπο C m (H 2 O) n, η ονομασία βασίζεται στην υπόθεση ότι όλες περιέχουν 2 συστατικά - άνθρακα και νερό (19ος αιώνας). Με βάση τον αριθμό των μονομερών, όλοι οι υδατάνθρακες χωρίζονται σε: μονο-, δι-, ολιγο- και πολυσακχαρίτες.
Λειτουργίες των υδατανθράκων
Μονοσακχαρίτεςεκτελούν ενεργητικές (σχηματισμός ΑΤΡ) και πλαστικές (συμμετέχουν στο σχηματισμό μονο-, δι-, ολιγο-, πολυσακχαριτών, αμινοξέων, λιπιδίων, νουκλεοτιδίων). Είναι θραύσματα γλυκολιπιδίων (κερεμοσίδες). Τα παράγωγα γλυκόζης, τα γλυκουρονίδια, εμπλέκονται στην αποτοξίνωση των ξενοβιοτικών και στην αδρανοποίηση ουσιών ενδογενούς προέλευσης.
Δισακχαρίτεςεκτελεί μια διατροφική λειτουργία (λακτόζη γάλακτος).
Ολιγοσακχαρίτεςείναι θραύσματα γλυκοπρωτεϊνών (ένζυμα, πρωτεΐνες μεταφορείς, πρωτεΐνες υποδοχέα, ορμόνες), γλυκολιπίδια (σφαιροζίτες, γαγγλιοσίδες).
Πολυσακχαρίτεςεκτελούν αποθήκευση (γλυκογόνο) και δομικές λειτουργίες (GAG), συμμετέχουν στον πολλαπλασιασμό και τη διαφοροποίηση των κυττάρων.
Υδατάνθρακες τροφίμων, νόρμες και αρχές για τον καθορισμό των ημερήσιων διατροφικών τους αναγκών. Βιολογικός ρόλος.
Η ανθρώπινη τροφή περιέχει κυρίως πολυσακχαρίτες - άμυλο, κυτταρίνη (φυτά) και σε μικρότερες ποσότητες - γλυκογόνο (ζώα). Η πηγή της σακχαρόζης είναι τα φυτά, ιδιαίτερα τα ζαχαρότευτλα και το ζαχαροκάλαμο Η λακτόζη προέρχεται από το γάλα θηλαστικών (στο αγελαδινό γάλα υπάρχει έως και 5% λακτόζη, στο ανθρώπινο γάλα - έως και 8%). Τα φρούτα, το μέλι και οι χυμοί περιέχουν μικρές ποσότητες γλυκόζης και φρουκτόζης. Η μαλτόζη βρίσκεται στη βύνη και στην μπύρα.
Οι υδατάνθρακες των τροφίμων είναι κυρίως πηγή μονοσακχαριτών, κυρίως γλυκόζης, για τον ανθρώπινο οργανισμό. Μερικοί πολυσακχαρίτες: κυτταρίνη, ουσίες πηκτίνης, δεξτράνες, πρακτικά δεν αφομοιώνονται στον άνθρωπο· στο γαστρεντερικό σύστημα δρουν ως ροφητικό (αφαιρούν τη χοληστερόλη, τα χολικά οξέα, τις τοξίνες κ.λπ.) και είναι απαραίτητοι για την τόνωση της εντερικής κινητικότητας και το σχηματισμό φυσιολογικών μικροχλωρίδα.
Οι υδατάνθρακες είναι απαραίτητο συστατικό των τροφίμων, αποτελούν το 75% της διατροφής και παρέχουν πάνω από το 50% των απαιτούμενων θερμίδων. Οι ημερήσιες ανάγκες ενός ενήλικα σε υδατάνθρακες είναι 400 g/ημέρα, για κυτταρίνη και πηκτίνη έως 10-15 g/ημέρα. Συνιστάται να τρώτε πιο σύνθετους πολυσακχαρίτες και λιγότερους μονοσακχαρίτες.
Πέψη υδατανθράκων
Πέψη Αυτή είναι η διαδικασία της υδρόλυσης των ουσιών στις αφομοιώσιμες μορφές τους. Η πέψη συμβαίνει: 1). Ενδοκυτταρική (σε λυσοσώματα); 2). Εξωκυττάρια (στο γαστρεντερικό): α). κοιλότητα (μακρινή)? σι). βρεγματικός (επαφή).
Πέψη υδατανθράκων στο στόμα(σπηλαιώδης)
Στη στοματική κοιλότητα, η τροφή συνθλίβεται κατά τη μάσηση και υγραίνεται με σάλιο. Το σάλιο είναι κατά 99% νερό και τυπικά έχει pH 6,8. Η ενδογλυκοσιδάση υπάρχει στο σάλιο α -αμυλάση ( α -1,4-γλυκοσιδάση), διάσπαση εσωτερικών α-1,4-γλυκοσιδικών δεσμών σε άμυλο με σχηματισμό μεγάλων θραυσμάτων - δεξτρινών και μικρής ποσότητας μαλτόζης και ισομαλτόζης. Απαιτείται το ιόν Cl-.
Πέψη υδατανθράκων στο στομάχι(σπηλαιώδης)
Η δράση της αμυλάσης του σάλιου σταματά σε όξινο περιβάλλον (pH<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 кислотный гидролиз гликозидных связей.
Πέψη υδατανθράκων στο λεπτό έντερο(κοιλότητα και βρεγματικό)
Στο δωδεκαδάκτυλο, το όξινο περιεχόμενο του στομάχου εξουδετερώνεται από τον παγκρεατικό χυμό (pH 7,5-8,0 λόγω διττανθρακικών). Εισέρχεται στα έντερα με παγκρεατικό χυμό παγκρεατικό α - αμυλάση . Αυτή η ενδογλυκοσιδάση υδρολύει εσωτερικούς α-1,4-γλυκοσιδικούς δεσμούς σε άμυλο και δεξτρίνες για να σχηματίσει μαλτόζη (2 υπολείμματα γλυκόζης συνδεδεμένα με α-1,4-γλυκοσιδικό δεσμό), ισομαλτόζη (2 υπολείμματα γλυκόζης συνδεδεμένα με α-1,6- γλυκοσιδικός δεσμός ) και ολιγοσακχαρίτες που περιέχουν 3-8 υπολείμματα γλυκόζης συνδεδεμένα με α-1,4- και α-1,6-γλυκοσιδικούς δεσμούς.
Η πέψη της μαλτόζης, της ισομαλτόζης και των ολιγοσακχαριτών συμβαίνει υπό τη δράση συγκεκριμένων ενζύμων - εξωγλυκοσιδασών, τα οποία σχηματίζουν ενζυμικά σύμπλοκα. Αυτά τα σύμπλοκα βρίσκονται στην επιφάνεια των επιθηλιακών κυττάρων του λεπτού εντέρου και πραγματοποιούν βρεγματική πέψη.
Σύμπλοκο σακχαράσης-ισομαλτάσης αποτελείται από 2 πεπτίδια, έχει δομή τομέα. Από το πρώτο πεπτίδιο, σχηματίζεται μια κυτταροπλασματική, διαμεμβρανική (σταθεροποιεί το σύμπλοκο στη μεμβράνη των εντεροκυττάρων) και δεσμευτικές περιοχές και υπομονάδα ισομαλτάσης. Από τη δεύτερη - η υπομονάδα σακχαράσης. Υπομονάδα σακχαράσης υδρολύει τους α-1,2-γλυκοσιδικούς δεσμούς σε σακχαρόζη, iso υπομονάδα μαλτάσης - Α-1,6-γλυκοσιδικοί δεσμοί στην ισομαλτόζη, α-1,4-γλυκοσιδικοί δεσμοί σε μαλτόζη και μαλτοτριόζη. Υπάρχει πολύ σύμπλεγμα στη νήστιδα, λιγότερο στα εγγύς και άπω μέρη του εντέρου.
Σύμπλοκο γλυκοαμυλάσης , περιέχει δύο καταλυτικές υπομονάδες που έχουν μικρές διαφορές στην εξειδίκευση του υποστρώματος. Υδρολύει τους α-1,4-γλυκοσιδικούς δεσμούς σε ολιγοσακχαρίτες (από το αναγωγικό άκρο) και στη μαλτόζη. Η μεγαλύτερη δραστηριότητα είναι στα κατώτερα μέρη του λεπτού εντέρου.
Σύμπλεγμα β-γλυκοσιδάσης (λακτάση) γλυκοπρωτεΐνη, υδρολύει τους β-1,4-γλυκοζιτικούς δεσμούς στη λακτόζη. Η δραστηριότητα της λακτάσης εξαρτάται από την ηλικία. Στο έμβρυο είναι ιδιαίτερα αυξημένο στα τέλη της εγκυμοσύνης και παραμένει σε υψηλό επίπεδο μέχρι τα 5-7 χρόνια. Στη συνέχεια, η δραστηριότητα της λακτάσης μειώνεται, φτάνοντας στους ενήλικες στο 10% του επιπέδου δραστηριότητας που είναι χαρακτηριστικό των παιδιών.
Τρεχαλάση σύμπλοκο γλυκοσιδάσης, υδρολύει α-1,1-γλυκοσιδικούς δεσμούς μεταξύ γλυκόζης σε τρεαλόζη, έναν δισακχαρίτη μυκήτων.
Η πέψη των υδατανθράκων τελειώνει με το σχηματισμό μονοσακχαριτών - κυρίως γλυκόζη, λιγότερη φρουκτόζη και γαλακτόζη σχηματίζονται και ακόμη λιγότερη μαννόζη, ξυλόζη και αραβινόζη.
Απορρόφηση υδατανθράκων
Οι μονοσακχαρίτες απορροφώνται από τα επιθηλιακά κύτταρα της νήστιδας και του ειλεού. Η μεταφορά μονοσακχαριτών στα κύτταρα του εντερικού βλεννογόνου μπορεί να πραγματοποιηθεί με διάχυση (ριβόζη, ξυλόζη, αραβινόζη), διευκολυνόμενη διάχυση από πρωτεΐνες-φορείς (φρουκτόζη, γαλακτόζη, γλυκόζη) και με δευτερογενή ενεργή μεταφορά (γαλακτόζη, γλυκόζη). Η δευτερογενής ενεργός μεταφορά γαλακτόζης και γλυκόζης από τον αυλό του εντέρου στο εντεροκύτταρο πραγματοποιείται με σύμπτυξη με Na +. Μέσω της πρωτεΐνης φορέα, το Na + κινείται κατά μήκος της βαθμίδας συγκέντρωσής του και μεταφέρει υδατάνθρακες μαζί του έναντι της βαθμίδας συγκέντρωσής τους. Η βαθμίδα συγκέντρωσης Na + δημιουργείται από Na + /K + -ATPase.
Σε χαμηλή συγκέντρωση γλυκόζης στον εντερικό αυλό, μεταφέρεται στο εντεροκύτταρο μόνο με ενεργή μεταφορά, σε υψηλή συγκέντρωση - με ενεργή μεταφορά και διευκολυνόμενη διάχυση. Ρυθμός απορρόφησης: γαλακτόζη > γλυκόζη > φρουκτόζη > άλλοι μονοσακχαρίτες. Οι μονοσακχαρίτες εγκαταλείπουν τα εντεροκύτταρα προς το τριχοειδές του αίματος μέσω της διευκόλυνσης της διάχυσης μέσω των πρωτεϊνών-φορέων.
Διαταραγμένη πέψη και απορρόφηση υδατανθράκων
Η ανεπαρκής πέψη και απορρόφηση των χωνεμένων τροφών ονομάζεται δυσαπορρόφηση . Μπορεί να υπάρχουν δύο τύποι αιτιών για τη δυσαπορρόφηση υδατανθράκων:
1). Κληρονομικά και επίκτητα ελαττώματα ενζύμων που εμπλέκονται στην πέψη. Είναι γνωστά κληρονομικά ελαττώματα της λακτάσης, της α-αμυλάσης και του συμπλόκου σακχαράσης-ισομαλτάσης. Χωρίς θεραπεία, αυτές οι παθολογίες συνοδεύονται από χρόνια δυσβίωση και εξασθενημένη σωματική ανάπτυξη του παιδιού.
Επίκτητες πεπτικές διαταραχές μπορούν να παρατηρηθούν σε ασθένειες του εντέρου, για παράδειγμα γαστρίτιδα, κολίτιδα, εντερίτιδα, μετά από επεμβάσεις στο γαστρεντερικό σωλήνα.
Η ανεπάρκεια λακτάσης στους ενήλικες μπορεί να σχετίζεται με μείωση της έκφρασης του γονιδίου της λακτάσης, η οποία εκδηλώνεται με δυσανεξία στο γάλα - έμετο, διάρροια, κοιλιακές κράμπες και πόνο και μετεωρισμό. Η συχνότητα αυτής της παθολογίας είναι 7-12% στην Ευρώπη, 80% στην Κίνα και έως 97% στην Αφρική.
2). Διαταραγμένη απορρόφηση μονοσακχαριτών στο έντερο.
Η δυσαπορρόφηση μπορεί να οφείλεται σε ελάττωμα σε οποιοδήποτε συστατικό που εμπλέκεται στο σύστημα μεταφοράς μονοσακχαριτών μέσω της μεμβράνης. Έχουν περιγραφεί παθολογίες που σχετίζονται με ελάττωμα στην εξαρτώμενη από νάτριο πρωτεΐνη μεταφορέα γλυκόζης.
Το σύνδρομο δυσαπορρόφησης συνοδεύεται από οσμωτική διάρροια, αυξημένη περισταλτικότητα, σπασμούς, πόνο και μετεωρισμό. Η διάρροια προκαλείται από μη διασπασμένους δισακχαρίτες ή μη απορροφημένους μονοσακχαρίτες στα απομακρυσμένα μέρη του εντέρου, καθώς και από οργανικά οξέα που σχηματίζονται από μικροοργανισμούς κατά τη διάρκεια της ατελούς διάσπασης των υδατανθράκων.
Μεταφορά γλυκόζης από το αίμα στα κύτταρα
Η γλυκόζη εισέρχεται στα κύτταρα από την κυκλοφορία του αίματος μέσω διευκολυνόμενης διάχυσης με τη βοήθεια πρωτεϊνών-φορέων - GLUTs. Μεταφορείς γλυκόζης Οι GLUTs έχουν οργάνωση τομέα και βρίσκονται σε όλους τους ιστούς. Υπάρχουν 5 τύποι GLUT:
GLUT-1 - κυρίως στον εγκέφαλο, τον πλακούντα, τα νεφρά, το παχύ έντερο.
GLUT-2 - κυρίως στο ήπαρ, τα νεφρά, τα β-κύτταρα του παγκρέατος, τα εντεροκύτταρα και βρίσκεται στα ερυθροκύτταρα. Έχει υψηλό Km.
GLUT-3 - σε πολλούς ιστούς, συμπεριλαμβανομένου του εγκεφάλου, του πλακούντα, των νεφρών. Έχει μεγαλύτερη συγγένεια για τη γλυκόζη από το GLUT-1.
GLUT-4 - ινσουλινοεξαρτώμενο, σε μύες (σκελετικός, καρδιακός), λιπώδης ιστός.
Η GLUT-5 - άφθονη στα κύτταρα του λεπτού εντέρου, είναι φορέας φρουκτόζης.
Οι ΓΛΟΥΤΕΣ, ανάλογα με τον τύπο, μπορούν να εντοπιστούν κυρίως τόσο στην πλασματική μεμβράνη όσο και στα κυτοσολικά κυστίδια. Η διαμεμβρανική μεταφορά γλυκόζης λαμβάνει χώρα μόνο όταν υπάρχουν GLUTs στην πλασματική μεμβράνη. Η ενσωμάτωση GLUTs στη μεμβράνη από κυτοσολικά κυστίδια συμβαίνει υπό τη δράση της ινσουλίνης. Όταν η συγκέντρωση της ινσουλίνης στο αίμα μειώνεται, αυτές οι GLUT επιστρέφουν στο κυτταρόπλασμα. Οι ιστοί στους οποίους οι GLUTs χωρίς ινσουλίνη βρίσκονται σχεδόν πλήρως στο κυτταρόπλασμα των κυττάρων (GLUT-4 και σε μικρότερο βαθμό GLUT-1) αποδεικνύεται ότι είναι ινσουλινοεξαρτώμενοι (μύες, λιπώδης ιστός) και ιστοί στους οποίους οι GLUT είναι κυρίως που βρίσκεται στην πλασματική μεμβράνη (GLUT-3) - ανεξάρτητη από την ινσουλίνη.
Είναι γνωστές διάφορες διαταραχές στη λειτουργία των GLUT. Ένα κληρονομικό ελάττωμα σε αυτές τις πρωτεΐνες μπορεί να οφείλεται στον μη ινσουλινοεξαρτώμενο σακχαρώδη διαβήτη.
Μεταβολισμός μονοσακχαριτών στο κύτταρο
Μετά την απορρόφηση στο έντερο, η γλυκόζη και άλλοι μονοσακχαρίτες εισέρχονται στην πυλαία φλέβα και στη συνέχεια στο ήπαρ. Οι μονοσακχαρίτες στο ήπαρ μετατρέπονται σε γλυκόζη ή σε μεταβολικά προϊόντα της. Μέρος της γλυκόζης στο ήπαρ εναποτίθεται με τη μορφή γλυκογόνου, κάποια χρησιμοποιείται για τη σύνθεση νέων ουσιών και κάποια αποστέλλεται μέσω της κυκλοφορίας του αίματος σε άλλα όργανα και ιστούς. Ταυτόχρονα, το ήπαρ διατηρεί τη συγκέντρωση της γλυκόζης στο αίμα σε επίπεδο 3,3-5,5 mmol/l.
Φωσφορυλίωση και αποφωσφορυλίωση μονοσακχαριτών
Στα κύτταρα, η γλυκόζη και άλλοι μονοσακχαρίτες φωσφορυλιώνονται χρησιμοποιώντας ATP για να σχηματίσουν εστέρες φωσφόρου: γλυκόζη + ATP → γλυκόζη-6ph + ADP. Για τις εξώσεις, αυτή η μη αναστρέψιμη αντίδραση καταλύεται από το ένζυμο εξοκινάση, το οποίο έχει ισομορφές: στους μύες - εξοκινάση II, στο ήπαρ, τα νεφρά και τα β-κύτταρα του παγκρέατος - εξοκινάση IV (γλυκοκινάση), σε κύτταρα ιστών όγκου - εξοκινάση III. . Η φωσφορυλίωση των μονοσακχαριτών οδηγεί στο σχηματισμό αντιδραστικών ενώσεων (αντίδραση ενεργοποίησης), οι οποίες δεν μπορούν να φύγουν από το κύτταρο επειδή δεν υπάρχουν αντίστοιχες πρωτεΐνες φορέα. Η φωσφορυλίωση μειώνει την ποσότητα της ελεύθερης γλυκόζης στο κυτταρόπλασμα, η οποία διευκολύνει τη διάχυσή της από το αίμα στα κύτταρα.
Εξοκινάση II φωσφορυλιώνει την D-γλυκόζη, και σε μικρότερο ρυθμό, άλλες εξόζες. Έχοντας υψηλή συγγένεια με τη γλυκόζη (χλμ<0,1 ммоль/л), гексокиназаIIобеспечивает поступление глюкозы в ткани даже при низкой концентрации глюкозы в крови. Так как гексокиназаIIингибируется глюкозо-6-ф (и АТФ/АДФ), глюкоза поступает в клетку только по мере необходимости.
Γλυκοκινάση (εξοκινάση IV) έχει χαμηλή συγγένεια για τη γλυκόζη (Km - 10 mmol/l), είναι ενεργή στο ήπαρ (και στους νεφρούς) όταν αυξάνεται η συγκέντρωση της γλυκόζης (κατά την πέψη). Η γλυκοκινάση δεν αναστέλλεται από τη 6-φωσφορική γλυκόζη, η οποία επιτρέπει στο ήπαρ να απομακρύνει την περίσσεια γλυκόζης από το αίμα χωρίς περιορισμούς.
Γλυκόζη-6-φωσφατάση καταλύει τη μη αναστρέψιμη διάσπαση της φωσφορικής ομάδας με υδρολυτική οδό στο ER: Glucose-6-ph + H 2 O → Glucose + H 3 PO 4, που βρίσκεται μόνο στο ήπαρ, τους νεφρούς και τα εντερικά επιθηλιακά κύτταρα. Η προκύπτουσα γλυκόζη είναι σε θέση να διαχέεται από αυτά τα όργανα στο αίμα. Έτσι, η γλυκόζη-6-φωσφατάση του ήπατος και των νεφρών επιτρέπει την αύξηση των χαμηλών επιπέδων γλυκόζης στο αίμα.
Μεταβολισμός 6-φωσφορικής γλυκόζης
Η γλυκόζη-6-ph μπορεί να χρησιμοποιηθεί από το κύτταρο σε διάφορους μετασχηματισμούς, οι κυριότεροι από τους οποίους είναι: καταβολισμός με σχηματισμό ΑΤΡ, σύνθεση γλυκογόνου, λιπιδίων, πεντόζων, πολυσακχαριτών και αμινοξέων.
Οι περισσότεροι υδατάνθρακες (περίπου 60%) στα τρόφιμα αντιπροσωπεύονται από φυτικό άμυλο, 30% σακχαρόζη, 10% λακτόζη. Το φαγητό περιέχει μικρές ποσότητες γλυκόζης και φρουκτόζης, καθώς και γλυκογόνο.
Η πέψη των πολυσακχαριτών είναι πολλαπλών σταδίων (βλ. Πίνακα 2). Η πέψη του αμύλου, του κύριου υδατάνθρακα στα τρόφιμα, ξεκινά στη στοματική κοιλότητα υπό την επίδραση της αμυλάσης του σάλιου, η οποία είναι ενεργή υπό συνθήκες ουδέτερου ή αλκαλικού pH του σάλιου. Ωστόσο, η σύντομη παραμονή της τροφής στη στοματική κοιλότητα και η σχετικά χαμηλή δραστηριότητα της αμυλάσης του σάλιου καθιστούν αυτό το στάδιο της πέψης του αμύλου αναποτελεσματικό. Αν και πρέπει να σημειωθεί ότι η περιεκτικότητα αυτού του ενζύμου στο σάλιο είναι πολύ σημαντική.
πίνακας 2
Πέψη υδατανθράκων - βασικές διαδικασίες
| Υπόστρωμα και τελικά προϊόντα | Ένζυμο και τόπος παραγωγής του | Μηχανισμός δράσης |
| Άμυλο προς ολιγοσακχαρίτες και αμυλοπηκτίνη | Σιελογόνοι αδένες άλφα αμυλάση | Διασπά τους δεσμούς άλφα-1,4 αμυλόζης στη σύνθεση του αμύλου χονδρικής. pH 6,7 |
| Άμυλο προς ολιγοσακχαρίτες | Πάγκρεας Παγκρεατική αμυλάση | Διασπά τους δεσμούς άλφα-1,4 αμυλόζης στη σύνθεση του αμύλου χονδρικής. pH 7,1 |
| Άμυλο και ολιγοσακχαρίτες σε μαλτόζη και γλυκόζη | Ένζυμα που σχετίζονται με την αμυλάση της μεμβράνης των εντεροκυττάρων | Γλυκοαμυλάση |
| Γλυκογόνο, αμυλοπηκτίνη έως ολιγοσακχαρίτες, μαλτόζη, γλυκόζη | Ολιγο-άλφα1,6-γλυκοσιδάση | Διασπά τους δεσμούς άλφα-1,6 της αμυλοπηκτίνης |
| Σακχαρόζη σε φρουκτόζη και γλυκόζη | Δισακχαριδάσες Σακχαράση | Βήτα-φρουκτοσιδάση |
| Μαλτόζη σε γλυκόζη | Μαλτάση | Άλφα γλυκοσιδάση, διασπά δεσμούς άλφα 1,4 |
| Μαλτόζη σε γλυκόζη | Ισομαλτάση | Δρα παρόμοια με την άλφα-1,6-γλυκοσιδάση |
| Λακτόζη σε γαλακτόζη και γλυκόζη | Λακτάση | Βήτα-γαλακτοσιδάση |
Στο στομάχι, η αμυλάση αδρανοποιείται από το όξινο περιεχόμενο του στομάχου και η πέψη των υδατανθράκων σταματά. Και μόνο στο δωδεκαδάκτυλο συμβαίνει πλήρης υδρόλυση του αμύλου, συμπεριλαμβανομένης της άλφα-οριακής δεξτρίνης που σχηματίζεται στη στοματική κοιλότητα και όλων των δισακχαριτών σε μονοσακχαρίτες. Η υδρόλυση των υδατανθράκων στο έντερο πραγματοποιείται από παγκρεατικά ένζυμα (άλφα-αμυλάση, ολιγο-1,6-γλυκοσιδάση) και εντερικά ένζυμα (ολιγοσακχαριδάσες, δισακχαριδάσες).
Η αποτελεσματικότητα της διάσπασης του αμύλου υπό την επίδραση της αμυλάσης και της γλυκοαμυλάσης εξαρτάται από έναν αριθμό παραγόντων που σχετίζονται τόσο με τα χαρακτηριστικά της μορφής του αμύλου στα τρόφιμα όσο και με τη λειτουργική κατάσταση του γαστρεντερικού σωλήνα.
Τα τελευταία χρόνια έχει διαπιστωθεί ότι υπάρχουν οι λεγόμενες ανθεκτικές μορφές αμύλου που είναι ανθεκτικές στην ενζυμική διάσπαση στο έντερο: διασπώνται πολύ πιο αργά. Η ύπαρξη τέτοιων ανθεκτικών μορφών αμύλου οφείλεται σε δύο βασικούς λόγους:
· Η ικανότητα του αμύλου να σχηματίζει επαρκώς ισχυρά σύμπλοκα με φυτικές ίνες, πρωτεΐνες, άλλα κυτταρικά συστατικά και κυτταρικές δομές με το σχηματισμό φυσικώς προστατευμένων μορφών αμύλου και κόκκων αμύλου, στα οποία το άμυλο είναι δύσκολο να χωνευτεί από ένζυμα του ανθρώπινου γαστρεντερικού σωλήνα.
· Αστάθεια της ζελατινοποιημένης μορφής του αμύλου, η οποία εμφανίζεται όταν θερμαίνεται παρουσία νερού. Ο σχηματισμός αυτής της μορφής αμύλου συνοδεύεται από την καταστροφή των κόκκων αμύλου και την ταχεία ενζυματική διάσπαση του αμύλου. Αυτή η αστάθεια της διαδικασίας ζελατινοποίησης οδηγεί στο γεγονός ότι κατά την ψύξη ενός προϊόντος που έχει προηγουμένως υποβληθεί σε θερμική επεξεργασία (βράσιμο πατάτες, ψήσιμο ψωμιού) ή κατά τη διάρκεια ορισμένων τύπων τεχνολογικής επεξεργασίας κόκκων, εμφανίζεται η αντίστροφη διαδικασία ζελατινοποίησης και κόκκοι αμύλου σχηματίζονται ξανά, στα οποία το άμυλο είναι δύσκολο να προσπελαστεί για προσβολή ενζύμων. Είναι σημαντικό να τονιστεί ότι η αμυλόζη είναι πιο ικανή να επανασυνδεθεί σε κόκκους αμύλου. Επομένως, τα τρόφιμα που περιέχουν μεγάλες ποσότητες αμυλόζης διασπώνται λιγότερο εύκολα από την αμυλάση, όπως αποδεικνύεται από τις διαφορές στους γλυκαιμικούς δείκτες τέτοιων τροφίμων.
Οι δισακχαρίτες διασπώνται προκαταρκτικά σε μονοσακχαρίτες υπό την επίδραση των αντίστοιχων δισακχαριδασών - σακχαράσης, λακτάσης και μαλτάσης, που εκκρίνονται στο έντερο και απορροφώνται κυρίως με τη μορφή μονοσακχαριτών. Η υδρόλυση της λακτόζης συμβαίνει πιο αργά, και ως εκ τούτου είναι αυτό που περιορίζει τον ρυθμό απορρόφησής της.
Οι δισακχαρίτες υδρολύονται όχι στην κοιλότητα, αλλά στο τοίχωμα του εντέρου, έτσι οι μονοσακχαρίτες που προκύπτουν απορροφώνται αμέσως.
Η απορρόφηση των μονοσακχαριτών γαλακτόζη και γλυκόζη γίνεται σε δύο στάδια χρησιμοποιώντας ενεργή μεταφορά. Πρώτα απ 'όλα, οι σακχαριδάσες που βρίσκονται στο όριο της βούρτσας των εντεροκυττάρων διασπούν τους ολιγοσακχαρίτες σε μονοσακχαρίτες, οι οποίοι μεταφέρονται στο κύτταρο χρησιμοποιώντας το εξαρτώμενο από νάτριο σύστημα μεταφοράς. Σε αυτή την περίπτωση, μονοσακχαρίτες παρουσία ιόντων νατρίου συνδέονται με τον μεταφορέα. Έχοντας συνδέσει νάτριο και γλυκόζη, αυτός ο μεταφορέας διαχέεται κατά μήκος της ηλεκτροχημικής βαθμίδας για ιόντα νατρίου στο εσωτερικό της μεμβράνης. Στη συνέχεια απελευθερώνει ιόντα νατρίου και γλυκόζη στο κυτταρόπλασμα και διαχέεται πίσω στην εξωτερική επιφάνεια του εντεροκυττάρου. Η σχετικά χαμηλή περιεκτικότητα σε νάτριο στο κύτταρο διατηρείται με τη δράση μιας ενεργειακά εξαρτώμενης αντλίας νατρίου, η λειτουργία της οποίας προωθεί έμμεσα τη συνεχή διάχυση του συνδεδεμένου με νάτριο μεταφορέα στην εσωτερική πλευρά της μεμβράνης.
Η μαννόζη και οι πεντόσες εισέρχονται στο κύτταρο με απλή διάχυση και η φρουκτόζη με διευκολυνόμενη διάχυση (παθητική μεταφορά).
Η απελευθέρωση μονοσακχαριτών στην περιοχή της πλευρικής και βασικής επιφάνειας του εντεροκυττάρου, σύμφωνα με τις σύγχρονες αντιλήψεις, δεν εξαρτάται από ιόντα νατρίου.
Οι απελευθερωμένοι μονοσακχαρίτες απομακρύνονται από το έντερο κατά μήκος των κλάδων της πυλαίας φλέβας.
Οι κύριοι καταναλωτές γλυκόζης, εκτός από το συκώτι, είναι ο εγκέφαλος και οι σκελετικοί μύες. Στον λιπώδη ιστό, η γλυκόζη χρησιμοποιείται για τη σύνθεση του λιπώδους ιστού. Τυπικά, περίπου το 65% της γλυκόζης που λαμβάνεται κατά την απορρόφηση από το έντερο δαπανάται για οξείδωση στα κύτταρα, περίπου το 30% για τη σύνθεση λίπους και το 5% για τη σύνθεση γλυκογόνου. Αυτές οι αναλογίες ποικίλλουν ανάλογα με τη φυσιολογική κατάσταση του σώματος, την ηλικία και μια σειρά από άλλους λόγους.
Μερικοί άνθρωποι πιστεύουν ότι οι υδατάνθρακες, τα λίπη και οι πρωτεΐνες απορροφώνται πάντα πλήρως από το σώμα. Πολλοί άνθρωποι πιστεύουν ότι απολύτως όλες οι θερμίδες που υπάρχουν στο πιάτο τους (και, φυσικά, μετρημένες) θα εισέλθουν στην κυκλοφορία του αίματος και θα αφήσουν το σημάδι τους στο σώμα μας. Στην πραγματικότητα, όλα είναι διαφορετικά. Ας δούμε την απορρόφηση κάθε μακροθρεπτικού συστατικού ξεχωριστά.
Πέψη (αφομοίωση)- αυτό είναι ένα σύνολο μηχανικών και βιοχημικών διεργασιών μέσω των οποίων η τροφή που απορροφάται από ένα άτομο μετατρέπεται σε ουσίες απαραίτητες για τη λειτουργία του σώματος.
Η διαδικασία της πέψης ξεκινά συνήθως από το στόμα, μετά την οποία η μασημένη τροφή εισέρχεται στο στομάχι, όπου υποβάλλεται σε διάφορες βιοχημικές επεξεργασίες (κυρίως η πρωτεΐνη επεξεργάζεται σε αυτό το στάδιο). Η διαδικασία συνεχίζεται στο λεπτό έντερο, όπου, υπό την επίδραση διαφόρων ενζύμων τροφίμων, οι υδατάνθρακες μετατρέπονται σε γλυκόζη, τα λιπίδια διασπώνται σε λιπαρά οξέα και μονογλυκερίδια και οι πρωτεΐνες σε αμινοξέα. Όλες αυτές οι ουσίες, απορροφώνται μέσω των τοιχωμάτων του εντέρου, εισέρχονται στο αίμα και κατανέμονται σε όλο το σώμα.
Η απορρόφηση των μακροθρεπτικών συστατικών δεν διαρκεί για ώρες και δεν εκτείνεται σε ολόκληρα τα 6,5 μέτρα του λεπτού εντέρου. Η απορρόφηση των υδατανθράκων και των λιπιδίων κατά 80%, και των πρωτεϊνών κατά 50%, συμβαίνει σε όλα τα πρώτα 70 εκατοστά του λεπτού εντέρου.
Απορρόφηση υδατανθράκων
Μάστερ διαφορετικών τύπων υδατάνθρακεςεμφανίζεται διαφορετικά, αφού έχουν διαφορετικές χημικές δομές, άρα και διαφορετικούς ρυθμούς απορρόφησης. Υπό τη δράση διαφόρων ενζύμων, οι σύνθετοι υδατάνθρακες διασπώνται σε απλά και λιγότερο σύνθετα σάκχαρα, τα οποία έχουν διάφορους τύπους.
Γλυκαιμικός δείκτης (GI)είναι ένα σύστημα ταξινόμησης του γλυκαιμικού δυναμικού των υδατανθράκων σε διάφορα τρόφιμα. Ουσιαστικά, αυτό το σύστημα εξετάζει πώς ένα συγκεκριμένο τρόφιμο επηρεάζει τα επίπεδα γλυκόζης στο αίμα.
Οπτικά: εάν φάμε 50 γραμμάρια ζάχαρης (50% γλυκόζη / 50% φρουκτόζη) (βλ. εικόνα παρακάτω) και 50 γραμμάρια γλυκόζης και ελέγξουμε το επίπεδο γλυκόζης στο αίμα μετά από 2 ώρες, ο ΓΔ της ζάχαρης θα είναι χαμηλότερος από αυτόν της καθαρής γλυκόζης , αφού η ποσότητα του σε ζάχαρη είναι μικρότερη.
Τι γίνεται αν τρώμε ίση ποσότητα γλυκόζης, για παράδειγμα, 50 g γλυκόζης και 50 g αμύλου; Το άμυλο είναι μια μακριά αλυσίδα που αποτελείται από μεγάλο αριθμό μονάδων γλυκόζης, αλλά για να ανιχνευθούν αυτές οι «μονάδες» στο αίμα, η αλυσίδα πρέπει να υποβληθεί σε επεξεργασία: κάθε ένωση διασπάται και απελευθερώνεται στο αίμα μία κάθε φορά. Επομένως, το άμυλο έχει χαμηλότερο GI, επειδή το επίπεδο γλυκόζης στο αίμα μετά την κατανάλωση αμύλου θα είναι χαμηλότερο από ό,τι μετά την κατανάλωση γλυκόζης. Φανταστείτε, αν ρίξετε μια κουταλιά ζάχαρη ή έναν κύβο ραφιναρισμένης ζάχαρης στο τσάι, το οποίο θα διαλυθεί πιο γρήγορα;
Γλυκαιμική απόκριση στα τρόφιμα:
- αριστερά - αργή απορρόφηση αμυλούχων τροφών με χαμηλό GI.
- δεξιά - ταχεία απορρόφηση γλυκόζης με απότομη πτώση των επιπέδων γλυκόζης στο αίμα ως αποτέλεσμα της ταχείας απελευθέρωσης ινσουλίνης στο αίμα.
Το GI είναι μια σχετική τιμή και μετράται σε σχέση με την επίδραση της γλυκόζης στη γλυκαιμία. Παραπάνω είναι ένα παράδειγμα της γλυκαιμικής απόκρισης στην καθαρή γλυκόζη που καταναλώνεται και στο άμυλο. Με τον ίδιο πειραματικό τρόπο, ο ΓΔ έχει μετρηθεί για περισσότερα από χίλια τρόφιμα.
Όταν βλέπουμε τον αριθμό "10" δίπλα στο λάχανο, αυτό σημαίνει ότι η ισχύς της επίδρασής του στη γλυκαιμία θα είναι ίση με το 10% της επίδρασης της γλυκόζης, για ένα αχλάδι 50%, κ.λπ.
Μπορούμε να επηρεάσουμε τα επίπεδα γλυκόζης μας επιλέγοντας τροφές που δεν έχουν μόνο χαμηλό GI, αλλά και χαμηλούς υδατάνθρακες, το οποίο ονομάζεται γλυκαιμικό φορτίο (GL).
Το GN λαμβάνει υπόψη τόσο το GI του προϊόντος όσο και την ποσότητα γλυκόζης που εισέρχεται στο αίμα όταν καταναλώνεται. Έτσι, συχνά τα τρόφιμα με υψηλό GI θα έχουν μικρό GI. Είναι σαφές από τον πίνακα ότι δεν έχει νόημα να εξετάζουμε μόνο μία παράμετρο - είναι απαραίτητο να εξετάσουμε την εικόνα συνολικά.
(1) Αν και το φαγόπυρο και το συμπυκνωμένο γάλα έχουν σχεδόν την ίδια περιεκτικότητα σε υδατάνθρακες, αυτά τα προϊόντα έχουν διαφορετικές τιμές ΓΔ επειδή ο τύπος των υδατανθράκων σε αυτά είναι διαφορετικός. Επομένως, εάν το φαγόπυρο οδηγήσει σε σταδιακή απελευθέρωση υδατανθράκων στο αίμα, τότε το συμπυκνωμένο γάλα θα προκαλέσει ένα απότομο άλμα. (2) Παρά τον ίδιο GI του μάνγκο και του συμπυκνωμένου γάλακτος, η επίδρασή τους στα επίπεδα γλυκόζης στο αίμα θα είναι διαφορετική, αυτή τη φορά όχι επειδή ο τύπος των υδατανθράκων είναι διαφορετικός, αλλά επειδή η ποσότητα αυτών των υδατανθράκων είναι σημαντικά διαφορετική.
Γλυκαιμικός δείκτης τροφών και απώλεια βάρους
Ας ξεκινήσουμε με κάτι απλό: υπάρχει ένας τεράστιος όγκος επιστημονικών και ιατρικών ερευνών που υποδεικνύουν ότι οι τροφές με χαμηλό GI έχουν θετική επίδραση στην απώλεια βάρους. Υπάρχουν πολλοί βιοχημικοί μηχανισμοί που εμπλέκονται σε αυτό, αλλά θα αναφέρουμε τους πιο σχετικούς για εμάς:
- Οι τροφές με χαμηλό γλυκαιμικό δείκτη σας κάνουν να νιώθετε πιο χορτάτοι από τις τροφές με υψηλό GI.
- Μετά την κατανάλωση τροφών με υψηλό GI, τα επίπεδα ινσουλίνης αυξάνονται, η οποία διεγείρει την απορρόφηση γλυκόζης και λιπιδίων στους μύες, τα λιποκύτταρα και το συκώτι, ενώ ταυτόχρονα σταματά τη διάσπαση των λιπών. Ως αποτέλεσμα, το επίπεδο της γλυκόζης και των λιπαρών οξέων στο αίμα πέφτει και αυτό διεγείρει την πείνα και την πρόσληψη νέας τροφής.
- Οι τροφές με διαφορετικούς ΓΔ έχουν διαφορετικές επιδράσεις στη διάσπαση του λίπους κατά την ανάπαυση και κατά τη διάρκεια της αθλητικής προπόνησης. Η γλυκόζη από τρόφιμα χαμηλού GI δεν αποθηκεύεται τόσο ενεργά στο γλυκογόνο, αλλά κατά τη διάρκεια της άσκησης, το γλυκογόνο δεν καίγεται τόσο ενεργά, γεγονός που υποδηλώνει αυξημένη χρήση λιπών για το σκοπό αυτό.
| Γιατί τρώμε σιτάρι αλλά όχι αλεύρι σίτου; |
- Όσο πιο θρυμματισμένο είναι το προϊόν (κυρίως κόκκοι), τόσο υψηλότερος είναι ο GI του προϊόντος.
Οι διαφορές μεταξύ του αλεύρου σίτου (GI 85) και των κόκκων σίτου (GI 15) εμπίπτουν και στα δύο αυτά κριτήρια. Αυτό σημαίνει ότι η διαδικασία διάσπασης του αμύλου από τα δημητριακά είναι μεγαλύτερη και η προκύπτουσα γλυκόζη εισέρχεται στο αίμα πιο αργά από ότι από το αλεύρι, παρέχοντας έτσι στον οργανισμό την απαραίτητη ενέργεια για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα.
- Όσο περισσότερες φυτικές ίνες περιέχει ένα προϊόν, τόσο χαμηλότερος είναι ο GI του.
- Η ποσότητα των υδατανθράκων σε ένα προϊόν δεν είναι λιγότερο σημαντική από το GI.
Τα παντζάρια είναι ένα λαχανικό με περισσότερες ίνες από το αλεύρι. Αν και έχει υψηλό γλυκαιμικό δείκτη, είναι χαμηλό σε υδατάνθρακες, δηλαδή έχει χαμηλότερο γλυκαιμικό φορτίο. Σε αυτή την περίπτωση, παρά το γεγονός ότι το GI του είναι το ίδιο με αυτό ενός προϊόντος δημητριακών, η ποσότητα γλυκόζης που εισέρχεται στο αίμα θα είναι πολύ μικρότερη.
- Ο ΓΔ των ωμών λαχανικών και φρούτων είναι χαμηλότερος από αυτόν των μαγειρεμένων.
Αυτός ο κανόνας δεν ισχύει μόνο για τα καρότα, αλλά και για όλα τα λαχανικά με υψηλή περιεκτικότητα σε άμυλο, όπως οι γλυκοπατάτες, οι πατάτες, τα παντζάρια κ.λπ. Κατά το μαγείρεμα, σημαντικό μέρος του αμύλου μετατρέπεται σε μαλτόζη (ένας δισακχαρίτης). απορροφάται πολύ γρήγορα.
Επομένως, είναι καλύτερο να μην βράζετε ακόμη και βραστά λαχανικά, αλλά να φροντίζετε να παραμείνουν ολόκληρα και σφιχτά. Ωστόσο, εάν έχετε ασθένειες όπως γαστρίτιδα ή έλκος στομάχου, είναι ακόμα καλύτερο να τρώτε μαγειρεμένα λαχανικά.
- Ο συνδυασμός πρωτεϊνών με υδατάνθρακες μειώνει το GI μιας μερίδας.
Οι πρωτεΐνες, αφενός, επιβραδύνουν την απορρόφηση απλών σακχάρων στο αίμα, αφετέρου, η ίδια η παρουσία υδατανθράκων συμβάλλει στην καλύτερη πεπτικότητα των πρωτεϊνών. Επιπλέον, τα λαχανικά περιέχουν και φυτικές ίνες που είναι ευεργετικές για τον οργανισμό.
Τα φυσικά προϊόντα, σε αντίθεση με τους χυμούς, περιέχουν φυτικές ίνες και ως εκ τούτου μειώνουν τον γλυκαιμικό δείκτη. Επιπλέον, καλό είναι να τρώτε φρούτα και λαχανικά με το δέρμα, όχι μόνο επειδή το δέρμα περιέχει φυτικές ίνες, αλλά και επειδή οι περισσότερες βιταμίνες βρίσκονται απευθείας στο δέρμα.
Απορρόφηση πρωτεΐνης
Διαδικασία πέψης πρωτεΐνεςαπαιτεί αυξημένη οξύτητα στο στομάχι. Ο γαστρικός χυμός με υψηλή οξύτητα είναι απαραίτητος για την ενεργοποίηση των ενζύμων που είναι υπεύθυνα για τη διάσπαση των πρωτεϊνών σε πεπτίδια, καθώς και για την πρωτογενή διάλυση των πρωτεϊνών των τροφίμων στο στομάχι. Από το στομάχι, τα πεπτίδια και τα αμινοξέα εισέρχονται στο λεπτό έντερο, όπου μερικά από αυτά απορροφώνται μέσω των εντερικών τοιχωμάτων στο αίμα και μερικά περαιτέρω διασπώνται σε μεμονωμένα αμινοξέα.
Για να βελτιστοποιηθεί αυτή η διαδικασία, είναι απαραίτητο να εξουδετερωθεί η οξύτητα του γαστρικού διαλύματος και το πάγκρεας είναι υπεύθυνο για αυτό, καθώς και η χολή που παράγεται από το ήπαρ και είναι απαραίτητη για την απορρόφηση των λιπαρών οξέων.
Οι πρωτεΐνες από τα τρόφιμα χωρίζονται σε δύο κατηγορίες: πλήρεις και ελλιπείς.
Πλήρεις πρωτεΐνες- πρόκειται για πρωτεΐνες που περιέχουν όλα τα απαραίτητα (απαραίτητα) αμινοξέα για τον οργανισμό μας. Η πηγή αυτών των πρωτεϊνών είναι κυρίως ζωικές πρωτεΐνες, δηλαδή κρέας, γαλακτοκομικά προϊόντα, ψάρια και αυγά. Υπάρχουν επίσης φυτικές πηγές πλήρους πρωτεΐνης: σόγια και κινόα.
Ατελείς πρωτεΐνεςπεριέχουν μόνο ένα μέρος των απαραίτητων αμινοξέων. Πιστεύεται ότι τα ίδια τα όσπρια και τα δημητριακά περιέχουν ελλιπείς πρωτεΐνες, αλλά ο συνδυασμός τους μας επιτρέπει να λαμβάνουμε όλα τα απαραίτητα αμινοξέα.
Σε πολλές εθνικές κουζίνες, οι σωστοί συνδυασμοί που οδηγούσαν σε επαρκή κατανάλωση πρωτεΐνης προέκυψαν φυσικά. Έτσι, στη Μέση Ανατολή συνηθίζεται η πίτα με χούμους ή φαλάφελ (σιτάρι με ρεβίθια) ή ρύζι με φακές· στο Μεξικό και τη Νότια Αμερική, το ρύζι συνδυάζεται συχνά με φασόλια ή καλαμπόκι.
Μία από τις παραμέτρους που καθορίζουν την ποιότητα της πρωτεΐνης είναι παρουσία βασικών αμινοξέων. Σύμφωνα με αυτήν την παράμετρο, υπάρχει ένα σύστημα ευρετηρίασης προϊόντων.
Για παράδειγμα, το αμινοξύ λυσίνη βρίσκεται σε μικρές ποσότητες στα δημητριακά, και ως εκ τούτου λαμβάνουν χαμηλή βαθμολογία (δημητριακά - 59, ολικής αλέσεως - 42), και τα όσπρια περιέχουν μικρές ποσότητες της απαραίτητης μεθειονίνης και κυστεΐνης (ρεβίθια - 78 φασόλια - 74, όσπρια - 70). Οι ζωικές πρωτεΐνες και η σόγια λαμβάνουν υψηλή βαθμολογία σε αυτήν την κλίμακα, καθώς περιέχουν τις απαραίτητες αναλογίες όλων των βασικών αμινοξέων (καζεΐνη (γάλα) - 100, ασπράδι αυγού - 100, πρωτεΐνη σόγιας - 100, βοδινό κρέας - 92).
Επιπλέον, είναι απαραίτητο να ληφθεί υπόψη πρωτεϊνική σύνθεση, την πεπτικότητα τους από αυτό το προϊόν, καθώς και τη θρεπτική αξία ολόκληρου του προϊόντος (παρουσία βιταμινών, λιπών, μετάλλων και περιεκτικότητας σε θερμίδες). Για παράδειγμα, ένα χάμπουργκερ θα περιέχει πολλές πρωτεΐνες, αλλά και πολλά κορεσμένα λιπαρά οξέα, άρα η θρεπτική του αξία θα είναι χαμηλότερη από αυτή ενός στήθους κοτόπουλου.
Πρωτεΐνες από διαφορετικές πηγές, ακόμη και διαφορετικές πρωτεΐνες από την ίδια πηγή (καζεΐνη και πρωτεΐνη ορού γάλακτος), χρησιμοποιούνται από τον οργανισμό με διαφορετικούς ρυθμούς.
Τα θρεπτικά συστατικά από τα τρόφιμα δεν είναι 100% εύπεπτα.Ο βαθμός απορρόφησής τους μπορεί να ποικίλλει σημαντικά ανάλογα με τη φυσικοχημική σύνθεση του ίδιου του προϊόντος και τα προϊόντα που απορροφώνται ταυτόχρονα με αυτό, τα χαρακτηριστικά του σώματος και τη σύνθεση της εντερικής μικροχλωρίδας.
Ο κύριος στόχος για την αποτοξίνωση είναι να βγείτε από τη ζώνη άνεσής σας και να δοκιμάσετε νέα διατροφικά συστήματα.
Επιπλέον, πολύ συχνά, όπως τα «μπισκότα για τσάι», η κατανάλωση κρέατος και γαλακτοκομικών προϊόντων είναι μια συνήθεια. Δεν είχαμε ποτέ την ευκαιρία να ερευνήσουμε τη σημασία τους στη διατροφή μας και να καταλάβουμε πόσο πολύ τα χρειαζόμαστε.
Εκτός από τα παραπάνω, οι περισσότεροι διατροφικοί οργανισμοί συνιστούν μια υγιεινή διατροφή να βασίζεται σε μεγάλες ποσότητες φυτικών τροφών. Αυτό το βήμα έξω από τη ζώνη άνεσής σας θα σας στείλει να αναζητήσετε νέες γεύσεις και συνταγές και στη συνέχεια θα διαφοροποιήσετε την καθημερινή σας διατροφή.
Συγκεκριμένα, τα αποτελέσματα της έρευνας δείχνουν αυξημένο κίνδυνο καρδιαγγειακών παθήσεων, οστεοπόρωσης, νεφρικής νόσου, παχυσαρκίας και διαβήτη.
Ταυτόχρονα, δίαιτες χαμηλών υδατανθράκων, αλλά υψηλής περιεκτικότητας σε πρωτεΐνες που βασίζονται σε φυτικές πηγές πρωτεΐνης οδηγούν σε χαμηλότερες συγκεντρώσεις λιπαρών οξέων στο αίμα και σε μειωμένο κίνδυνο καρδιακών παθήσεων.
Αλλά ακόμα και με μεγάλη επιθυμία να ανακουφίσουμε το σώμα μας, δεν πρέπει να ξεχνάμε τα χαρακτηριστικά του καθενός μας. Μια τέτοια σχετικά απότομη αλλαγή στη διατροφή μπορεί να προκαλέσει δυσφορία ή παρενέργειες, όπως φούσκωμα (συνέπεια μεγάλης ποσότητας φυτικής πρωτεΐνης και τα χαρακτηριστικά της εντερικής μικροχλωρίδας), αδυναμία και ζάλη. Αυτά τα συμπτώματα μπορεί να υποδηλώνουν ότι αυτή η αυστηρή δίαιτα δεν είναι απολύτως κατάλληλη για εσάς.
Όταν ένα άτομο καταναλώνει μεγάλη ποσότητα πρωτεΐνης, ειδικά σε συνδυασμό με χαμηλή ποσότητα υδατανθράκων, επέρχεται η διάσπαση των λιπών, κατά την οποία δημιουργούνται ουσίες που ονομάζονται κετόνες. Οι κετόνες μπορεί να έχουν αρνητική επίδραση στα νεφρά, τα οποία παράγουν οξύ για να το εξουδετερώσουν.
Υπάρχουν ισχυρισμοί ότι τα σκελετικά οστά εκκρίνουν ασβέστιο για να αποκαταστήσουν την οξεοβασική ισορροπία και επομένως η αυξημένη έκπλυση ασβεστίου σχετίζεται με υψηλή πρόσληψη ζωικής πρωτεΐνης. Επίσης, μια πρωτεϊνική δίαιτα οδηγεί σε αφυδάτωση και αδυναμία, πονοκεφάλους, ζάλη και κακοσμία του στόματος.
Πέψη των λιπών
Το λίπος που εισέρχεται στο σώμα περνάει από το στομάχι σχεδόν άθικτο και εισέρχεται στο λεπτό έντερο, όπου υπάρχει μεγάλος αριθμός ενζύμων που μετατρέπουν τα λίπη σε λιπαρά οξέα. Αυτά τα ένζυμα ονομάζονται λιπάσες. Λειτουργούν παρουσία νερού, αλλά αυτό είναι προβληματικό για την επεξεργασία του λίπους, αφού τα λίπη δεν διαλύονται στο νερό.
Για να μπορέσει να ανακυκλώσει λίπη, το σώμα μας παράγει χολή. Η χολή διασπά τις συστάδες λίπους και επιτρέπει στα ένζυμα στην επιφάνεια του λεπτού εντέρου να διασπούν τα τριγλυκερίδια σε γλυκερίνη και λιπαρά οξέα.
Οι μεταφορείς των λιπαρών οξέων στο σώμα ονομάζονται λιποπρωτεΐνες. Πρόκειται για ειδικές πρωτεΐνες που είναι ικανές να συσκευάζουν και να μεταφέρουν λιπαρά οξέα και χοληστερόλη σε όλο το κυκλοφορικό σύστημα. Στη συνέχεια, τα λιπαρά οξέα συσκευάζονται σε λιποκύτταρα σε αρκετά συμπαγή μορφή, αφού η σύνθεσή τους (σε αντίθεση με τους πολυσακχαρίτες και τις πρωτεΐνες) δεν απαιτεί νερό.
Η αναλογία της απορρόφησης λιπαρών οξέων εξαρτάται από τη θέση που καταλαμβάνει σε σχέση με τη γλυκερίνη. Είναι σημαντικό να γνωρίζετε ότι μόνο εκείνα τα λιπαρά οξέα που καταλαμβάνουν τη θέση P2 απορροφώνται καλά. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι οι λιπάσες έχουν διαφορετικούς βαθμούς επίδρασης στα λιπαρά οξέα ανάλογα με τη θέση των τελευταίων.
Δεν απορροφώνται πλήρως από τον οργανισμό όλα τα λιπαρά οξέα που παρέχονται με την τροφή, όπως λανθασμένα πιστεύουν πολλοί διατροφολόγοι. Μπορεί να μην απορροφώνται εν μέρει ή πλήρως στο λεπτό έντερο και μπορεί να απεκκρίνονται από το σώμα.
Για παράδειγμα, στο βούτυρο, το 80% των λιπαρών οξέων (κορεσμένα) βρίσκονται στη θέση Ρ2, απορροφώνται δηλαδή πλήρως. Το ίδιο ισχύει για τα λίπη που αποτελούν μέρος του γάλακτος και όλα τα γαλακτοκομικά προϊόντα που δεν υποβάλλονται σε διαδικασία ζύμωσης.
Τα λιπαρά οξέα που υπάρχουν στα ώριμα τυριά (ειδικά τα τυριά μεγάλης ηλικίας), αν και κορεσμένα, εξακολουθούν να βρίσκονται στις θέσεις Ρ1 και Ρ3, γεγονός που τα καθιστά λιγότερο απορροφήσιμα.
Επιπλέον, τα περισσότερα τυριά (ιδιαίτερα τα σκληρά) είναι πλούσια σε ασβέστιο. Το ασβέστιο συνδυάζεται με λιπαρά οξέα για να σχηματίσει «σαπούνια» που δεν απορροφώνται και αποβάλλονται από το σώμα. Η ωρίμανση του τυριού προάγει τη μετάβαση των λιπαρών οξέων του στις θέσεις P1 και P3, γεγονός που υποδηλώνει την ασθενή απορρόφησή τους.
Η υψηλή πρόσληψη κορεσμένων λιπαρών συσχετίζεται επίσης με ορισμένους τύπους καρκίνου, συμπεριλαμβανομένου του καρκίνου του παχέος εντέρου και του εγκεφαλικού.
Η απορρόφηση των λιπαρών οξέων επηρεάζεται από την προέλευση και τη χημική τους σύνθεση:
- Κορεσμένα λιπαρά οξέα(κρέας, λαρδί, αστακός, γαρίδες, κρόκος αυγού, κρέμα γάλακτος, γάλα και γαλακτοκομικά προϊόντα, τυρί, σοκολάτα, τετηγμένο λίπος, φυτικό λίπος, φοινικέλαιο, λάδι καρύδας και βούτυρο), καθώς και trans-λιπαρά οξέα(υδρογονωμένη μαργαρίνη, μαγιονέζα) τείνουν να αποθηκεύονται σε αποθέματα λίπους αντί να καίγονται αμέσως κατά τον ενεργειακό μεταβολισμό.
- Μονοακόρεστα λιπαρά οξέα(πουλερικά, ελιές, αβοκάντο, κάσιους, φιστίκια, φιστίκια και ελαιόλαδα) χρησιμοποιούνται κυρίως αμέσως μετά την απορρόφηση. Επιπλέον, βοηθούν στη μείωση της γλυκαιμίας, η οποία μειώνει την παραγωγή ινσουλίνης και ως εκ τούτου περιορίζει τον σχηματισμό αποθεμάτων λίπους.
- Πολυακόρεστα λιπαρά οξέα, ιδιαίτερα τα Ωμέγα-3 (ψάρια, ηλίανθος, λιναρόσπορος, κραμβόσπορος, καλαμπόκι, βαμβακόσπορος, έλαιο καρθάμου και σόγιας), καταναλώνονται πάντα αμέσως μετά την απορρόφηση, ιδίως λόγω της αύξησης της θερμογένεσης των τροφίμων - της κατανάλωσης ενέργειας του σώματος για την πέψη των τροφίμων. Επιπλέον, διεγείρουν τη λιπόλυση (την διάσπαση και την καύση των αποθέσεων λίπους), προάγοντας έτσι την απώλεια βάρους.
Τα τελευταία χρόνια, έχει υπάρξει μια σειρά από επιδημιολογικές μελέτες και κλινικές δοκιμές που αμφισβητούν την υπόθεση ότι τα γαλακτοκομικά προϊόντα με χαμηλά λιπαρά είναι πιο υγιεινά από τα πλήρη σε λιπαρά γαλακτοκομικά προϊόντα. Δεν αποκαθιστούν απλώς τα γαλακτοκομικά λίπη, αλλά βρίσκουν όλο και περισσότερο μια σχέση μεταξύ των υγιεινών γαλακτοκομικών προϊόντων και της βελτίωσης της υγείας.
Μια πρόσφατη μελέτη διαπίστωσε ότι στις γυναίκες, η εμφάνιση καρδιαγγειακών παθήσεων εξαρτάται αποκλειστικά από το είδος των γαλακτοκομικών προϊόντων που καταναλώνονται. Η κατανάλωση τυριού συσχετίστηκε αντιστρόφως με τον κίνδυνο καρδιακής προσβολής, ενώ το αλειμμένο βούτυρο στο ψωμί αύξησε τον κίνδυνο. Μια άλλη μελέτη διαπίστωσε ότι ούτε τα γαλακτοκομικά προϊόντα με χαμηλά λιπαρά ούτε τα πλήρη λιπαρά συνδέονται με καρδιαγγειακά νοσήματα.
Ωστόσο, τα πλήρη γαλακτοκομικά προϊόντα που έχουν υποστεί ζύμωση προστατεύουν από καρδιαγγειακές παθήσεις. Το λίπος του γάλακτος περιέχει περισσότερους από 400 «τύπους» λιπαρών οξέων, καθιστώντας το το πιο περίπλοκο λίπος που απαντάται στη φύση. Δεν έχουν μελετηθεί όλα αυτά τα είδη, αλλά υπάρχουν ενδείξεις ότι τουλάχιστον αρκετά από αυτά έχουν ευεργετικά αποτελέσματα.
Βιβλιογραφία:
1. Mann (2007) Επιστημονική Ενημέρωση FAO/WHO για τους υδατάνθρακες στην ανθρώπινη διατροφή: συμπεράσματα. European Journal of Clinical Nutrition 61 (Suppl 1), S132-S1372. FAO/WHO. (1998). Υδατάνθρακες στη διατροφή του ανθρώπου. Έκθεση κοινής διαβούλευσης εμπειρογνωμόνων FAO/WHO (Ρώμη, 14-18 Απριλίου 1997). Έγγραφο FAO Food and Nutrition Paper 66
3. Holt, S. Η., & Brand Miller, J. (1994). Μέγεθος σωματιδίων, κορεσμός και γλυκαιμική απόκριση. European Journal of Clinical Nutrition, 48(7), 496-502.
4. Jenkins DJ (1987) Αμυλούχα τρόφιμα και ίνες: μειωμένος ρυθμός πέψης και βελτιωμένος μεταβολισμός υδατανθράκων Scand J Gastroenterol Suppl.129:132-41.
5. Boirie Y. (1997) Οι αργές και οι γρήγορες διαιτητικές πρωτεΐνες ρυθμίζουν τη μεταγευματική αύξηση πρωτεΐνης διαφορετικά. Proc Natl Acad Sci U S A. 94(26):14930-5.
6. Jenkins DJ (2009) Η επίδραση μιας φυτικής διατροφής χαμηλής περιεκτικότητας σε υδατάνθρακες ("Eco-Atkins") στο σωματικό βάρος και τις συγκεντρώσεις λιπιδίων στο αίμα σε υπερλιπιδαιμικά άτομα. Arch Intern Med. 169(11):1046-54.
7. Halton, T.L., et al., Low-carbohydrate-diet score and the risk of στεφανιαίας νόσου στις γυναίκες. N Engl J Med, 2006. 355 (19): σελ. 1991-2002.
8. Levine ME (2014) Η χαμηλή πρόσληψη πρωτεΐνης σχετίζεται με σημαντική μείωση του IGF-1, του καρκίνου και της συνολικής θνησιμότητας στον πληθυσμό 65 ετών και σε νεότερους αλλά όχι μεγαλύτερους. Cell Metabolism 19, 407-417.
9. Popkin, BM (2012) Η παγκόσμια διατροφική μετάβαση και η πανδημία της παχυσαρκίας στις αναπτυσσόμενες χώρες. Διατροφικές κριτικές 70 (1): σελ. 3 -21.
10.