Osnovy_biokhimii_Uayt_tom_2 (1123310), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Относительная активность слизистой оболочки кишечника при гидролизе этих субстратов выражается следующими числами: для мальтозы 100, сахарозы 30, нзомальтозы 30, палатинозы 9, целлобиозы 2,5. Кишечный эпителий содержит три различных фермента с р-галактозидазной активностью: 6-галактозндазу с оптимумом рН при 4,5, ггтерогалактозидазу, которая расщепляет олигосахариды смешанного строения по 8-галактозидной связи, и истинную лактазу. Лактоза встречается только как компонент молока; ее концентрация в женском молоке почти в два раза выше, чем в коровьем молоке. У большинства млекопитающих активность лактазы ограничена даже в период вскармливания потомства и исчезает совсем после его прекращения.
Максимальная активность лактазы у женщины составляет 10 — 15% активности мальтазы. Недостаточная активность лактазы может представлять серьезную проблетчу у детей. Еслн ребенка вскармливают грудью в течение продолжительного периода, поступление лактозы может достигать 30— 40 г/сут п превышать лактазную мощность.
Непереваренная лактоза недоступна ребенку и может вместо этого поддерживать развитие мощной и нежелательной кишечной флоры. Переход к коровьему молоку или к «смеси», включающей сахарову, способствует преодолегшю этих затруднений. Многие люди, в основном африканского или азиатского происхождения, страдают непереносимостью лактозы, что связано с 14. метлВОлизм уГлеВОДОВ 1 отсутствием лактазы, и подвержены желудочно-кишечным расстройствам после приема молока.
Поскольку эти люди вообше Опособны к значительному потреблению молока без каких-либо симптомов заболевания Во время младенчества н раннего детства, то развитие у них лактазной недостаточности, по-видимому, наступает не сразу после рождения. Непереносимость лактозы наблюдается также у детей с генетическим дефектом лактазы. Во всех случаях устранение лактозы из пишевого рациона представляет собой одновременно практически удобный и высокоэффективный способ снятия симптомов заболеванвя, вызываемых непереносимостью лактозы.
14.2. Всасывание углеводов в кишечнике Как упоминалось выше, переваривание углеводов завершается дисахаридазамн в шеточной кайме иа мукозной поверхности клеток кишечника. Неясно, находятся ли образовавшиеся моносахариды тогда внутри клеток или все еще вне их. При нормальном питании дисахариды в крови человека практически отсутствуют; принимая во внимание невозможность дальнейших превращений дисахаридов в крови, можно считать, что олигосахариды проникают через кишечный эпителий лишь в редких случаях; это наблюдается либо при их аномально большом приеме, либо при генетическом дефекте специфической дисахаридазы. Напротив, глюкоза, галактоза и фруктоза, нормальные продукты переваривания, всасываются из просвета кишечника с высокой эффективностью, ио с совершенно различными скоростями, а именно (по уменьшению скорости всасывания): галактоза)глюкоза)фруктоза)манноза= ксилоза)арабиноза.
Более медленно всасываемые члены этого ряда проникают через эпитслий путем облегченного транспорта, что означает более высокую скорость всасывания, чем этого можно было бы ожидать на основании простой, свободной диффузии; вместе с тем при этом процессе устанавливается равновесие и указанные сахара ие могут накапливатьсн против градиента концентрации. Суммарная эффективность всасывания поэтому зависит от удаления этих сахаров путем диффузии наружу, на серозную сторону клетки, откуда оии быстро уводятся с током крови. Напротив, глюкоза и галактоза, равно как и такие сахара, как З-О-метнлглюкоза, 1-дезоксиглюкоза, 6-дезоксиглюкоза и 6-дезоксигалактоза, могут концентрироваться против десятикратного градиента при участии активного транспортного механизма,что обеспечивает их раннее всасываннс, несмотря на перистальтическое продвижение вниз по кишечному тракту и потребление нуждаю- оь мвтхволизм гцейся в этих сахарах кишечной микрофлорой.
Транспортируемые этой системой сахара имеют следующую общую структуру: он Такая транспортная система способна к насыщению и приблизительно подчиняется кинетикс Михаэлиса — Ментен; система функционирует, только если в просвете кишечника одновременно имеется Ха", двигающийся в том же направлении через щеточную кайму. Исходя нз низкой ~[Ба+] в цитозоле, можно заключить, что Иа~ должен двигаться «вниз», тем самым давая необходимую энергию для движения сахара «вверх». Однако истинная физическая взаимосвязь между этими процессами не доказана.
Те же самые клетки обладают и Ма«»зависимым механизмом всасывания различных аминокислот (гл. 21). Поскольку различные транспортируемые сахара в принципе могут конкурировать за транспортную систему, то, очевидно, должен существовать переносчик со связывающим центром, придающим специфичность к сахарам, благодаря чему последние могут избирательно транспортироваться. Гликозид флоридзин — мощный ипгнбитор переноса сахаров, но не переноса Иа~; в его присутствии Ха+ продолжает накапливаться в клетке, продвигается через клетку н выходит из нее, в то время как глюкоза не проникает в щеточную кайму.
Гликознд дигиталиса, уабаин, — ингибитор Ха«-Ке-АТРазы, ответственной за процесс выброса Ма+ из нлеток, благодаря чему поддерживается высокая внутриклеточная [К-'] (равд. 11.3.2); этот глпкозид также блокирует всасывание глюкозы, что объясняется возникающей в итоге неспособностью эпителиальных клеток переносить 1ча" с серозной стороны к плазме кровя. Поскольку уабаин фактически вызывает увеличение внутриклеточной [Каз] до наступления равновесия с [Ка ] на мукозной стороне, градиент й1а' снимается и транспорт глюкозы становится невозможным.
Подобным образом добавление к кишечной щеточной кайме препаратов ннгерицнна, делающего возможным Ха"'/К''-обмен, также прекращает транспорт глюкозы с помогцью это~о механизма. Поскольку ни отсутствие й(а", ни присутствие флорндзпна не оказывают влияния на всасыванне глюкозы, происходящей нз сахаровы или изомальтозы, представляется вероятным, что этн днсахариды поступают в клетки слизистой !4. мьтАВОлизм уГлеВОдОВ. ! оболочки в соответствии со своим собственным градиентом концентрации и подвергаются гидролизу внутри клетки. Описанная система эффективно работает при низких концентрациях моносахаридов в просвете кишечника.
Наряду с этим, по-видимому, имеется вторая система для облегченного транспорта больших количеств глюкозы или галактозы, функционирующая до тех пор, пока концентрации этих сахаров в просвете, перед щеточной каймой, значительно превышают концентрации внутри клеток. Нет никаких данных о возможном механизме выхода глюкозы на серозную сторону эпителиальной клетки; предполагается, что таким механизмом может быть простая диффузия по градиенту концентрации. При реабсорбцин глюкозы в верхней части почечного канальца (гл. 35), при абсорбции глюкозы животными клетками в культуре, а также клетками Е.
сой, по-видимому, действует тот же механизм, что и при всасыванпи глюкозы клетками кишечного эпителия, а именно 5(а'-зависимая транспортная система. Все еще неизвестна роль, если вообще существует таковая, мутпротазной активности в транспортных процессах в клетках животных. Белок, катализирующий этот процесс„широко представлен в норковом веществе почек и кишечном эпителии„-он катализирует быстрое достижение равновесия между а- и р-формами глюкозы (равд. 2.2.2), равно как и между а- и р-формами других сахаров, транспортируемых Хач- зависимой системой. После введения аилн р-П-глюкозы непосредственно в почечную артерию в почечной вене устанавливается равновесие а- и р-форм, в то время как та часть глюкозы, которая фильтруется (ио ие реабсорбируется в канальцах) и достигает ворот почки, по-прежпему далека от равновесия.
К этому следует добавить, что частично очищенная мутаротаза ингибируется флоридзином; К; имеет одинаковый порядок и для почечной, и для кишечной систем всасывания. Число оборотов очишенной мутаротазы составляет 2,5.10' молекул глюкозы в секунду; количество этого фермента в почке таково, что 1 г (свежая масса) коркового вепгества почек быка может каталнзировать мутаротацию 2 г глюкозы в минуту. По-видимому, мутаротация есть результат связывания глюкозы с белком-переносчиком; этот белок, будучи изолированным из мембраны, обладает мутаротазной активностью. 14.2.1. Поступление глюкозы в клетки Концентрация свободной глюкозы в цитозоле большинства животных клеток исключительно низка, тогда как концентрация в плазме крови поддерживается близкой к 5 ммоль/л.
Поступление глюкозы в клетки поэтому осуществляется в направлении падении гн мятхволизм градиента. Оно происходит, однако, не как пассивная простая диффузия через беспорядочно расположенные поры мембраны, а как облегченный процесс, природа которого пока еше загадочна. Механизм этого процесса, который не нуждается в ЛТР илн г'аУ и нечувствителен к уабаину, очевидно, должен включать мембранный переносчик.
У эритроцита соответствующий белок, по-видимому, встроен в мембрану, и при том так, что он гликознлнруется на тоя' стороне молекулы, которая обрашена наружу и где находится доступная сульфгидрнльная группа; подсчитано, что на одну клетку приходится 2.10' таких центров, каждый из которых переносит более 500 молекул глюкозы в секунду. Такая система действует в мышце и мозге; особый случай представляет собой поступление глюкозы в клетки печени, которое люжет осуществляться путем простой пассивной диффузии. Это тот самый облегченный механизм, который стимулируется инсулином (равд. 15.6.2). В общем случае скорость поступления глюкозы в скелетную мышцу при тех очень высоких концентрациях гл1окозы, которые наблюдаются в плазме крови больных тяжелой формой диабета, в присутствии инсулина приближается к скорости поступления при нормальных концентрациях.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
