Trawienie węglowodanów, przez enzymy amylolityczne:

Ślina trawi 40% skrobi i glikogenu. Enzymy amylolityczne - karbohydrazy, aktywator jonów Cl^-(chloru) pH ok. 6, 8 / 37⁰C,:

α-amylaza ślinowa (ptialina) pH 6, 6-6, 8 substrat skrobia i glikogen, aktywuje wiązania ·-1, 4-glikozydowe od wewnątrz łańcucha (endoamylaza).

Trzustka

α- amylaza trzustkowa - pH ok.7, 1, substrat skrobia i glikogen, atakuje wiązania ·-1, 4-glikozydowe od zewnątrz łańcucha (egzoamylaza).

Jelito cienkie.

Glukoamylaza - substrat dekstryny, oligosacharydy, atakuje wiązania ·-1, 4-glikozydowe odszczepiając końcowe cząsteczki glukozy.

Glukozydaza amylopektynowa (Amylo-1, 6-glukozydaza) -substrat skrobia i dekstryny, atakuje ·-1, 6-glukozydowe.

Izomaltaza (oligo-1, 6-glukozydaza) - substrat oligosacharydy, odszczepia boczne łańcuchy glukozowe,

Maltaza - optimum pH 5, 8-6, 2, substrat maltoza i maltotrioza, rozkłada do glukozy,

Laktaza - optimum pH 5, 4-8, 0, substrat laktoza, rozkłada do glukozy i galaktozy,

Sacharaza - optimum pH 5, 0-7, 0, substrat sacharoza, rozkłada na glukozę i fruktozę.

Wchłanianie węglowodanów do organizmu na zasadzie:

• Dyfuzji prostej, bezpośrednim przechodzeniu przez błonę półprzepuszczalną zgodnie z gradientem stężeń, tj. ze środowiska o większej koncentracji do środowiska o mniejszej koncentracji. Pentozy są absorbowane bez jakiejkolwiek pomocy.

• Dyfuzji ułatwionej (inaczej transport aktywny pierwotny) - polega na przenikaniu przez błonę zgodnie z gradientem stężeń, z pomocą określonej substancji pełniącej rolę przenośnika.

• Transport aktywny wtórny-przenikanie przez błonę, przeciw gradientowi stężeń, z udziałem określonego przenośnika, jonów sodu i energii pochodzącej z rozpadu ATP, fruktoza, galaktoza i glukoza w obecności jonów Na⁺.

Metabolizm węglowodanów.

Węglowodany w postaci makrocząsteczek, skrobi lub glikogenu po dostaniu się do przewodu pokarmowego w pierwszym etapie są strawione przez enzymy apolityczne na polisacharydy, oligosacharydy, disacharydy a w końcowym etapie na monosacharydy (glukozę, fruktozę i galaktozę), wchłonięte i odłożone w mięśniach i wątrobie.

Katabolizm węglowodanów.

Suma procesów degradacji składników ciała oraz składników pożywienia wchodzących ze światła przewodu pokarmowego, w pierwszym etapie polega na rozłożeniu wiązań łączących związki a w drogim etapie na utlenieniu tych elementów w forme ATP, UDP, GTP, CTP i P. Zasadniczą rolą katabolizmu jest dostarczenie energii swobodnej oraz energii cieplnej.

Energia swobodna jest wykorzystywana we wszystkich procesach biosyntezy, i w procesach skurczu włókien mięśniowych oraz w aktywnym transporcie metabolitów przez błony biologiczne.

Energia cieplna służy do uzupełniania nieustannie zachodzących strat ciepła związanych z jego przepływem z organizmu do otoczenia. Uzupełnianie strat ciepła wiąże się z potrzebą utrzymywania stałej temperatury ciała najczęściej wyższej niż temperatura otoczenia.

1 g węglowodanów lub białek daje 4 kcal (16, 7 kJ)

1g tłuszczu daje 9 kcal (37,7 kJ)

Katabolizm można sprowadzić do 3 zasadniczych procesów:

1. Uwalniania energii cieplnej wykorzystywanej do utrzymywania stałej temperatury ciała.

2. Syntezy ATP dostarczającej organizmowi energii swobodnej, niezbędnej do przebiegu wszystkich procesów życiowych.

3. Usuwania z organizmu związków wchłoniętych w przewodzie pokarmowym, a aktualnie nie potrzebnych, (np. AA niewykorzystanych w procesie syntezy białek ciała), związków szkodliwych (np. pestycydów, antywitamin), a łagrze związków wadliwie zsyntetyzowanych w organizmie lub zsyntetyzowanych prawidłowo, ale w danym czasie zbędnych (białek strukturalnych, enzymatycznych, regulatorowych).

Katabolizm glukozy - glukoza wchłonięta w jelicie cienkim ulega w enterocytach częściowej degradacji do pirogronianu i mleczanu, w wątrobie są z powrotem resyntetyzowane do glukozy, również fruktozy i galaktozy są resyntetyzowaniu do glukozy. Glikogen odłożony w mięśniach ulega rozpadowi do glukozy, która zostaje w nich utleniona. Glukoza uwolniona z glikogenu w wątrobie przechodzi do krwioobiegu i zużywana jest przez mięśnie, mózg i inne narządy wewnętrzne. Z czego od 15-25% zostaje włączone do cyklu kw. mlekowego (cykl Corich) (mięśnie, wątroba, nerki), oraz do cyklu glukozo - alaninowego.

Cykl glukozowo - aminowy. Ułatwia spalanie tłuszczu.

Glikogenoliza - rozpad glikogenu do glukozy, który przebiega w 3 etapach:

• Etap I fosforoliza wiązań 1-4 w glikogenie z wytworzeniem glukozo 1-fosforanu zachodzą aż do pozostawienia ok. 4 reszt glukozylowych po każdej stronie rozgałęzienia.

• Etap II przeniesienie jednostek trisacharydowych z jednego rozgałęzienia na drugie, z jednoczesnym odsłonięciem punktów rozgałęzienia 1-6.

• Etap III rozbicie wiązań 1-6 przez enzym odgałęziający.

• Etap IV fosforoliza wiązań 1-4 jak w etapie I.

Przemiana ta ma największe znaczenie w hepatocytach wątroby, której zawartość glikogenu sięga 4% w ciągu nocy, a ok. 8%-po spożyciu posiłku. Odgrywa bardzo ważną rolę w organizmie, tworząc depozyty glukozy w okresach następujących bez pośrednio po posiłkach; depozyt ten służy za źródło energii w okresach nasilonej aktywności ruchowej oraz sytuacjach stresowych.

Glikoliza ciąg reakcji biochemicznych, podczas których jedna cząsteczka glukozy zostaje przekształcona w dwie cząsteczki pirogronianu. Glikoliza zachodzi w cytoplazmie Jest źródłem: ATP, zredukowanych nośników elektronów, pirogronianu. Zależy m.in. od dostępności utlenionej formy NADH (stężenie tego kofaktora jest czynnikiem ograniczającym szybkość całego procesu),

Glikoliza tlenowa

Glikoza → pirogronian H₂O + CO₂

ADP + P_i 38m ATP

Pirogronianu jest wytwarzany w procesach degradacji glukozy oraz większości AA cukrotwórczch, alanina (uwalniana do krwi przez mięśnie i jelito cieńkie, a metabolizowana w wątrobie), a tatrze glutamina i glicyna - metabolizowane w nerkach.

Glikoliza beztlenowa

1m G → mleczan

ADP + P_i 2 m ATP

1. Przemiana glukozy w ufosforylowaną fruktozę,

2. Rozpad sześciowęglowego związku na 2 łańcuchy C₃,

3. Przekształcenie C₃ do kw. pirogronowego (zachodzi w cytoplaźmie).

Mleczan powstaje w warunkach metabolizmu beztlenowego w erytrocytach, nerkach, siatkówce oka, jelicie, skórze, mózgu i mięśniach. Przy dużej aktywności ruchowej w mięśniach może powstać 120g, a nawet więcej dziennie.

Glikogen

glikogenoliza glikogeneza

Glukoza

Glikoliza Glukoneogeneza

Pirogronian

Mleczan

Niektóre AA

Glicerol

Anabolizm jest to, suma zachodzących równocześnie z katabolizmem w organizmie procesów biosyntezy które wymagają energii swobodnej pochodzącej z katabolizmu

Na anabolizm składają się głównie:

1. Procesy syntezy w organizmie związków dostarczających energię (glukozy, glikogenu, triacylogliceroli)

Glikogeneza - Jest to proces przemiany glukozy w glikogen. Przemiana ta ma największe znaczenie w hepatocytach wątroby, której zawartość glikogenu sięga 4% w ciągu nocy, a ok. 8%-po spożyciu posiłku, tworzy depozyty glukozy w okresach następujących bez pośrednio po posiłkach, depozyt ten służy za źródło energii w okresach nasilonej aktywności ruchowej oraz sytuacjach stresowych.

Po wniknięciu do komórek mających zdolność syntezy glikogenu, glukoza podlega ( w 4 etapach) przemianie. Tak zaktywowana cząstka glukozy może być względnie łatwo doczepiona pod wpływem syntezy glikogenowej do już istniejącego łańcucha glikogenu; proces ten jest stymulowany przez insulinę. Ostatni etap glikogenezy polega na łączeniu się poszczególnych łańcuchów glukozowych wiązaniami α-1,6-glukozydowymi i zachodzi pod wpływem tzw. enzymu rozgałęziającego.

Glukoneogeneza- proces syntezy glukozy zachodzi w wątrobie, a w czasie głodu również w nerkach. Nasila się, gdy spożycie glukozy jest małe, a jej poziom we krwi obniżony. Głównymi prekursorami glukozy są: mleczan, glicerol, oraz niektóre AA. Glukoneogeneza ulega istotnemu nasileniu pod wpływem glukogenu, glukokortykoidów, hormonu wzrostu i hormonu adenokortykotropowego (ACTH), a zmniejsza się, gdy wzrasta we krwi poziom insuliny lub adrenaliny. Aktywność enzymów odpowiedzialnych za glukoneogenezę, zwłaszcza za jej ogniwo nieodwracalne, pozostaje zależna w dużym stopniu od stosunku ilościowego ATP do ADP, zmniejszanie się tego stosunku w wyniku szybkiego zużywania ATP hamuje aktywności enzymów odpowiedzialnych za syntezę glukozy.

Glukostat wątrobowy.

Jeżeli stężenie glukozy we krwi jest duże, to zachodzi bezpośrednie pobieranie jej przez wątrobę, a gdy stężenie jej we krwi jest małe następuje uwalnianie glukozy z wątroby do krwi. Wątroba zatem funkcjonuje jako rodzaj „glukostatu” (regulator stężenia glukozy), utrzymując stałe stężenie glukozy we krwi krążącej. Czynność ta nie jest automatyczna, pobieranie i uwalnianie glukozy z wątroby zachodzi pod wpływem wielu hormonów.

1 insulina → wyspy trzustkowe β - Landencharsa

adrenalina uwalniana z nadnerczy w stresie, podnosi poziom glikogenu.

Glikokortykoidy → kortyzol (stres) podnosi stężenie glukozy we krwi (choroba tarczycy)

Działanie glukostatu wątrobowego:

1. Regulacja przez nerkę - glukoza jes zawracana do krwi (nie ma w moczu) a jeśli to 180 mg/dl.

2. Wyciek fizyczny zwiększa mięśniowy wychwyt glukozy i nie jest zależny od insuliny.

Funkcje węglowodanów.

• Główne źródło energii swobodnej do syntezy ATP a produkty metabolizmu są nie toksyczne.

• Zamiana glikogenu w zapas.

• Zamiana na tłuszcz.

• Glukoza jest jedynym źródłem energii dla enterocytów i mózgu, wzmaga wchłanianie wapnia w jelitach, jest nie toksyczne.

• Umożliwiają oszczędną gospodarkę białkami i lipidami,

• Zamiana AA → spalić lub synteza bialek.

• Wchodzą w sklad związków:

• Materiał budulcowy do wytwarzania elementów strukturalnych i budulcowych komórki,

• Na erytrocytów nie zlepiają się.

• Rola rozpoznawania

• Odgrywa dużą rolę w gospodarce wodnej i mineralnej, zmniejszając wydalanie tych składników,

• Warunkują prawidłowy przebieg spalania związków ketonowych.

• Węglowodanowa rola rozpoznawania.

• do syntezy laktozy u noworodka

• Galaktoza rola budulcowa, niskie cisnisnie osmotyczne, pomaga w wchłanianiu C⁺ - oligosacharydy.

Błonnik pokarmowy-rodzaje i funkcje. 27 - 30 g / 24h.

Najpowszechniejsze włókno pokarmowe definiuje się jako roślinne wielocukry i ligniny, oporne na działanie enzymów trawiennych przewodu pokarmowego inaczej błonnik pokarmowy. Do błonnika pokarmowego zalicza się związki chemiczne, w których znajdują się frakcje rozpuszczalne i frakcje nierozpuszczalne w organizmie, które nazywamy substancje balastowe.

WŁÓKNO POKARMOWE

Polisacharydy nie skrobiowe skrobia oporna ligniny

Celuloza polisacharydy nie celulozowe

Nie rozpuszczalne w wodzie rozpuszczalne w wodzie

Hemiceluloza pektyny gumy, kleje roślinne polisacharydy roślin morskich

1. Błonnik rozpuszczalny, tworzący w wodzie żel, na który składają się pektyny, gumy i śluzy i niektóre hemicelulozy, wiążą kwasy tłuszczowe i wpływają na wydalanie z kałem, mniejsze stężenie cholesterolu we krwi, wiążą tłuszcz.

Hamują syntezę cholesterolu w wątrobie poprzez trawienie.

Rozcieńczają treść pokarmową.

Zmniejszają wchłanianie wszystkich składników i glukozy.

2. Błonnik nierozpuszczalny, który w przewodzie pokarmowym ulega jedynie nieznacznym przemianom. W jego skład wchodzą: lignina, celuloza i hemicelulozy dające się ekstrahować z kwaśnych roztworów. Mocno uogólniając można przyjąć, że nierozpuszczalny błonnik jest frakcją dominującą w ziarnach zbóż, natomiast w owocach i warzywach więcej jest frakcji rozpuszczalnych. Jednak należy także pamiętać, że warzywa, szczególnie korzeniowe zawierają nieraz znaczne ilości celulozy lub hemiceluloz, a w ziarnach niektórych zbóż jest sporo rozpuszczalnych składników błonnika, przeważnie gum.

1. Zwiększają

2. działają hipoglikemicznie.

1. Tzw. szczoteczka fizjologiczna.

2. Regulowanie perystaltyki jelit - frakcje rozpuszczalne tworząc żele zwalniają przechodzenie treści pokarmowej z żołądka do jelit. Natomiast frakcje nierozpuszczalne działają niejako antagonistycznie wpływając na skrócenie czasu pasażu jelitowego, co wynika głównie z ich właściwości do wiązania wody oraz z mechanicznego drażnienia ścian jelita. Podnosi lepkość treści pokarmowej,

3. Działanie przeciwmiażdżycowe - pektynom przypisuje się zdolność wiązania cholesterolu, trójglicerydów, lipidów i kwasów żółciowych, co wpływa na obniżenie wchłaniania tych składników a tym samym na zmniejszenie ich poziomu we krwi. Obniża poziom cholesterolu,

4. Właściwości odtruwające - pektyny mają zdolność wiązania substancji toksycznych w tym metali ciężkich, które następnie są usuwane wraz z nie strawionymi resztkami pokarmowymi z organizmu

5. Stymulowanie rozwoju korzystnej mikroflory jelitowej, która wypiera bakterie gnilne z dolnych odcinków przewodu pokarmowego.

6. Zwiększenie objętości i masy kału - błonnik posiada zdolności dużego wiązania wody i tworzy podłoże dla rozwoju korzystnej mikroflory a także posiada właściwości gazotwórcze. Ułatwia to szybsze usunięcie resztek pokarmowych z ustroju i zapobiega zaparciom. Zwiększa masę i rozluźnia konsystencje stolca,

7. Wpływ na metabolizm węglowodanów - błonnik tworząc trudnoprzepuszczalną błonę wyścielającą przewód pokarmowy, spowalnia wchłanianie cukrów, czym przyczynia się do powolniejszego wzrostu stężenia glukozy we krwi, co może mieć niebagatelne znaczenie dla osób z cukrzycą. Jednocześnie włókno pokarmowe zmniejsza też wydzielanie insuliny przez trzustkę podczas spożywania posiłku.

8. Zdolności buforujące - błonnik wiąże w żołądku nadmiar kwasu solnego oraz wpływa na wydzielanie hormonów przewodu pokarmowego ( gastryna, GIP)

9. Hamowanie łaknienia - włókno wiąże wodę i pęcznieje, przez co wywołuje szybsze uczucie sytości a nie dostarcza sam energii.

Negatywne funkcje:

Według niektórych danych błonnik może ograniczać wchłanianie i wykorzystanie niektórych substancji odżywczych, głównie składników mineralnych: magnezu, wapnia, miedzi, cynku, podaje się także, że włókno pokarmowe wpływa ujemnie na trawienie i wchłanianie niektórych witamin.

Błonnik opóźnia przemianę węglowodanów poprzez częściowe blokowanie dostępu glukozy do krwi. Może również podwyższyć czułość receptorów podatnych na insulinę w mięśniu, tak że glukoza łatwiej przedostaje się do komórki. Jeśli receptory są mało czułe, wtedy trzustka zwiększa wydzielanie insuliny by zrównoważyć dopływ glukozy do komórek mięśni,

Indeks glikemiczny (IG) to lista produktów uszeregowanych ze względu na poziom glukozy we krwi po ich spożyciu. Oblicza się go dzieląc poziom glukozy we krwi po przeprowadzeniu testu żywnościowego z udziałem 50 gram węglowodanów, przez poziom glukozy uzyskany po spożyciu danego produktu. Na przykład indeks glikemiczny wynoszący 70 oznacza, że po spożyciu 50 gram danego produktu, poziom glukozy wzrośnie o 70 procent, tak jak po spożyciu 50 gram czystej glukozy. Indeks glikemiczny żywności nie może być ustalony na podstawie jej składu lub wskaźników wchodzących w jej skład węglowodanów. Aby go wyznaczyć, należy podać konkretny produkt, konkretnej osobie. Podaje się dany produkt grupie osób a następnie przez dwie godziny, co 15 minut pobiera im krew i bada się poziom cukru. W ten sposób uzyskuje się przeciętną wartość IG.

Indeks Glikemiczny - zakresy wartości

Niski Indeks Glikemiczny = 55 lub mniej

Średni Indeks Glikemiczny = 56-69

Wysoki Indeks Glikemiczny = 70 lub więcej

Indeks glikemiczny produktów żywnościowych spożywanych w ich naturalnej postaci jest znacznie niższy niż gotowanych lub przetworzonych w inny sposób. Pełnoziarniste płatki zbożowe i pieczywo z pełnej mąki zawierają dużo błonnika, witamin i pierwiastków śladowych, które mają zdolność obniżania wysokiego poziomu glukozy we krwi. Aby indeks glikemiczny spożywanych produktów nie był duży musimy wziąć pod uwagę następujące aspekty:

*formę produktu - czy jest zmielony lub w inny sposób przetworzony czy występują w nim pełne ziarna lub włókna,

*stopień przygotowania lub ugotowania - co pozwala na zbadanie zawartości skrobi,

*obecność fruktozy i laktozy (obie mają niski indeks glikemiczny),

*czas spożywania pokarmu, czas jedzenia ma wpływ na wydzielanie glukozy do krwi - im szybciej jesz, tym jest ono szybsze,

*produkty bogate w tłuszcze, o niskim indeksie glikemicznym mogą być błędnie zakwalifikowane, bo tłuszcze i białko spowalniają opróżnianie żołądka, a tym samym i szybkość trawienia w jelicie cienkim. A zatem ich indeks glikemiczny może być relatywnie niższy niż produktów zawierających mniej tłuszczów.

2

---