Przeczytaj
Jak przebiega trawienie pokarmu?
Trawienie fizyczne zachodzące podczas obróbki pokarmu to kolejno: żucie, nawilżanie, połykanie i przesuwanie treści pokarmowej. Natomiast trawienie chemiczne to złożony proces biochemiczny, w którym wielkocząsteczkowe związki chemiczne pod wpływem enzymów ulegają rozłożeniu na drobne cząsteczki, możliwe do wchłonięcia oraz przyswojenia przez organizm. Wszystkie enzymy biorące udział w trawieniu należą do enzymów hydrolitycznychenzymów hydrolitycznych (hydrolaz), które katalizują rozpad wewnątrzcząsteczkowych wiązań chemicznych z udziałem cząsteczki wody.
Aby zrozumieć zagadnienie trawienia cukrów w przewodzie pokarmowym, przypomnij sobie informacje zawarte w e‑materiałach: Właściwości fizykochemiczne dwucukrów i ich znaczenie biologiczneWłaściwości fizykochemiczne dwucukrów i ich znaczenie biologiczne oraz Cukry złożone – powstawanie, budowa i podziałCukry złożone – powstawanie, budowa i podział.
Poszczególne etapy trawieniatrawienia przebiegają w kolejnych odcinkach przewodu pokarmowego. Produkty tego procesu wchłaniane są do krwi i limfy, a następnie transportowane do każdej komórki organizmu.
Trawienie cukrów
Trawienie cukrów przebiega w jamie ustnej i jelicie cienkim. Głównymi węglowodanami (polisacharydami) w diecie człowieka są wielocukry zapasowe: roślinna skrobia oraz glikogen – gromadzony przez zwierzęta. Ich podstawową jednostką (monomerem) jest glukoza, której cząsteczki łączą wiązania glikozydowe (łączące węgiel nr 4 lub 6 jednej cząsteczki z węglem nr 1 cząsteczki sąsiedniej).
Wiązania alfa‑1,4‑glikozydowe są hydrolizowane przez amylazyamylazy, enzymy z klasy hydrolaz glikozydowych rozkładające polisacharydy do cząsteczek dwucukru maltozy.
Budowa skrobi
Skrobia jest mieszaniną dwóch polisacharydów: amylozy i amylopektyny. AmylozaAmyloza to polimer o prostych łańcuchach utworzonych z cząsteczek glukozy, które są połączone wiązaniami alfa‑1,4‑glikozydowymi. AmylopektynaAmylopektyna również jest zbudowana z cząsteczek glukozy, ale tworzą one łańcuchy rozgałęzione – pomiędzy cząsteczkami glukozy połączonymi wiązaniami alfa‑1,4‑glikozydowymi występują wiązania alfa‑1,6‑glikozydowe, rozpoczynające boczne odgałęzienia łańcucha.
Etapy trawienia skrobi
Trawienie skrobi i dwucukrów w przewodzie pokarmowym
Trawienie cukrów jest zwykle sprzężone z natychmiastowym transportem jego produktów do komórek kosmków jelitowych.
Miejsce trawienia i enzym | Optymalne pH | Substrat | Produkt |
|---|---|---|---|
Jama ustna | |||
amylaza ślinowa | 6,9 | polisacharydy (skrobia, glikogen) | dekstryny, |
Dwunastnica | |||
amylaza trzustkowa | 7,1 | polisacharydy (skrobia, glikogen), dekstryny | dekstryny, |
Jelito cienkie (czcze) | |||
maltaza (alfa‑D‑glikozydaza), | 8,0 | maltoza, | glukoza, |
W pokarmie roślinnym występują również węglowodany strukturalne, takie jak celuloza, hemicelulozy i pektyny. Budują one ściany komórkowe roślin. Celuloza, tak jak skrobia, jest polimerem zbudowanym wyłącznie z cząsteczek glukozy, jednak są one połączone wiązaniami ß‑1,4‑glikozydowymi, których nie trawi alfa‑amylaza. W przewodzie pokarmowym człowieka nie są wydzielane enzymy, które hydrolizowałyby takie wiązania i rozkładały węglowodany strukturalne do cukrów prostych – polisacharydy te są nieprzyswajalne i przechodzą przez przewód pokarmowy niestrawione.
Celulaza to kompleks trzech enzymów, które trawią celulozę: endo‑ß-1,4‑glukanazy, egzo‑ß-1,4‑glukanazy i ß‑1,4‑glukozydazy. Jednym ze zwierząt, u których stwierdzono jej wydzielanie, jest żywiący się drewnem świdrak okrętowy (Teredo navalis) – bezkręgowiec wyrządzający niegdyś wielkie szkody w drewnianych kadłubach statków. Drewnem żywią się również rybiki cukrowe (Lepisma saccharina) – prymitywne owady bezskrzydłe. Ponadto celulazy wydzielane są przez symbiotyczne bakterie i pierwotniaki żyjące w obszernych komorach przewodów pokarmowych zwierząt przeżuwających, takich jak krowy i owce.
Słownik
grupa enzymów rozkładających skrobię i glikogen; należą do enzymów hydrolitycznych – hydrolizują wiązania alfa‑1,4‑glikozydowe; występują w ślinie (amylaza ślinowa) i soku trzustkowym (amylaza trzustkowa); powstają również w wielu owocach podczas dojrzewania (sprawiają, że owoce stają się słodsze); amylazy są też bardzo aktywne w procesie kiełkowania nasion
składnik skrobi; rozgałęziony polimer cząsteczek alfa‑D-glukozy połączonych wiązaniami glikozydowymi typu alfa‑1,4 (wiązania szkieletowe) oraz alfa‑1,6 (wiązania rozgałęziające)
składnik skrobi; liniowy polimer cząsteczek alfa‑D-glukozy połączony wiązaniami glikozydowymi typu alfa‑1,4
grupa węglowodanów, które powstają w wyniku wstępnego trawienia skrobi i glikogenu; zbudowane z kilkudziesięciu cząsteczek glukozy połączonych wiązaniami alfa‑1,4‑glikozydowymi oraz alfa‑1,6‑glikozydowymi
enzymy rozkładające wiązania chemiczne przy udziale cząsteczki wody; należą do nich proteazy, amylazy, lipazy
zespół procesów fizycznych i chemicznych prowadzących do rozdrobnienia, a następnie do rozłożenia pokarmu pod wpływem enzymów na proste związki chemiczne, które stanowią materiał energetyczny i budulcowy komórek organizmu