Mechanismen der intestinalen Absorption von Makronährstoffen

Makronährstoffe werden erst absorbiert, nachdem sie durch die Verdauung zu kleinen transportierbaren Einheiten reduziert wurden: Kohlenhydrate zu Monosacchariden, Proteine zu Aminosäuren und kleinen Peptiden sowie Nahrungsfette zu Fettsäuren und Monoglyceriden. Jede Klasse durchquert das Darmepithel mittels charakteristischer Transportmechanismen, die vom natriumgekoppelten aktiven Transport über die erleichterte Diffusion bis zur Lipidphasenaufnahme reichen.

Definition

Die intestinale Absorption von Makronährstoffen ist der Transport von Verdauungsprodukten von Kohlenhydraten, Proteinen und Fetten über das Dünndarmepithel in den Körper mittels spezifischer Membrantransporter und Lipidaufnahmewege.

Scope

Dieser Eintrag beschreibt, wie die wichtigsten Makronährstoffe nach der luminalen Verdauung über das Dünndarmepithel aufgenommen werden, wobei die beteiligten Membrantransporter und physikalischen Wege hervorgehoben werden. Er konzentriert sich auf die Kohlenhydrat- und Aminosäuretransporter sowie den Umgang mit Lipiden und behandelt die Absorption als biochemisches und physiologisches Thema und nicht als klinische Leitlinie.

Core questions

• Wie werden Nahrungszucker nach der Verdauung über den Enterozyten transportiert?
• Durch welche Transporter werden Aminosäuren und kleine Peptide absorbiert?
• Wie werden die Produkte der Fettverdauung aufgenommen und wieder zusammengesetzt?
• Welche Schritte beim Makronährstofftransport sind aktiv und welche passiv?

Key concepts

• Natrium-Glukose-Kotransport (SGLT1)
• Erleichterter Glukose- und Fruktosetransport (GLUT-Familie)
• Aminosäure- und Peptidtransporter
• Bürstensaumverdauung vor der Aufnahme
• Mizellenbildung und Lipidaufnahme
• Chylomikronen-Assemblierung und lymphatischer Transport
• Aktiver versus erleichterter versus passiver Transport

Mechanisms

Kohlenhydrate werden als Monosaccharide absorbiert: Glukose und Galaktose werden gegen ihren Gradienten durch den Natrium-Glukose-Kotransporter SGLT1 am Bürstensaum aufgenommen, der den Zuckereintritt an den nach innen gerichteten Natriumgradienten koppelt, der durch die basolaterale Natriumpumpe aufrechterhalten wird, während Fruktose durch erleichterte Diffusion eintritt; die Zucker verlassen dann den Enterozyten über erleichterte Transporter ins Blut (Wright et al., 2011). Proteine werden zu Aminosäuren und kleinen Peptiden verdaut, die den Bürstensaum über eine Reihe von natriumgekoppelten und protonengekoppelten Aminosäure- und Peptidtransportern durchqueren. Nahrungsfette werden nach Emulgierung und Lipolyse in gemischten Mizellen solubilisiert, über die apikale Membran aufgenommen, innerhalb des Enterozyten re-verestert, in Chylomikronen verpackt und in die Lymphe exportiert. Die Effizienz dieser Schritte bestimmt zusammen mit der Lebensmittelmatrix, wie viel eines aufgenommenen Makronährstoffs verfügbar wird (Srinivasan, 2001).

Clinical relevance

Diese Transportwege erklären, wie der Körper Energie und Bausteine aus der Nahrung gewinnt, und liefern den mechanistischen Hintergrund für das Verständnis von Malabsorption und die Entwicklung oraler Rehydratationsstrategien, die den natriumgekoppelten Glukosetransport nutzen. Der Eintrag dient als Referenz und zur Bildung und bietet keine diagnostische oder Behandlungsanleitung.

History

Die Kopplung der Zuckeraufnahme an den Natriumtransport wurde Mitte des 20. Jahrhunderts vorgeschlagen und später auf molekularer Ebene mit der Klonierung und Charakterisierung der Natrium-Glukose-Kotransporterfamilie bestätigt, wie von Wright und Kollegen detailliert beschrieben (Wright et al., 2011); diese Arbeit untermauerte auch die Begründung für die orale Rehydratationstherapie.

Key figures

• Ernest M. Wright
• Bruce A. Hirayama

Seminal works

• wright-2011

Frequently asked questions

Warum ist die Glukoseabsorption an Natrium gekoppelt?

Glukose wird durch SGLT1 in den Enterozyten transportiert, das Natrium und Glukose zusammen bewegt; der nach innen gerichtete Natriumgradient, der durch die basolaterale Natriumpumpe aufrechterhalten wird, liefert die Energie, die es ermöglicht, dass Glukose auch gegen ihren eigenen Konzentrationsgradienten absorbiert wird.

Werden alle Makronährstoffe auf die gleiche Weise absorbiert?

Nein. Zucker und Aminosäuren nutzen spezifische Membrantransporter, während die Produkte der Fettverdauung über Mizellen aufgenommen, innerhalb der Zelle wieder zusammengesetzt und als Chylomikronen in die Lymphe exportiert werden.